Física 3 - UFF; P2 de 2019.2
11 - Uma ambulância emite o som de sua sirene com frequência f. Uma pessoa ouve a sirene no interior de seu carro. Considere as duas situações abaixo:
I) A ambulância se move com velocidade de de encontro ao carro, que está parado.
II) O carro se move com velocidade de de encontro à ambulância, que está parada.
Pode-se dizer sobre a frequência da onda sonora percebida pela pessoa no interior do carro:
- A frequência na situação I é maior do que na situação II.
- A frequência na situação II é maior do que na situação I.
- As frequências nas situações I e II são exatamente iguais, porém diferentes de f.
- As frequências nas situações I e II são exatamente iguais a f.
- É impossível afirmar sem se conhecer o valor de f.
Passo 1
Pois bem, temos aqui o seguinte problema: uma ambulância emitindo um som com uma frequência e uma pessoa que está dentro de um carro como no desenho:
A diferença é que na situação 1, é a ambulância que está indo em direção ao carro parado, e na segunda situação é o inverso!
Ora, estamos lidando aqui com o Efeito Doppler, no qual a frequência observada pelo cara do carro é diferente da frequência omitida, já que ora o carro, ora a ambulância estão em movimento (observe que de fato as frentes de onda na frente são menores sugerindo uma frequência maior).
Passo 2
Sabemos que a frequência observada pode ser calculada pela fórmula...
Onde
- é a frequência original das ondas paradas.
- é a frequência observada
- é a velocidade de viagem do ponto que produz som (aproximadamente no ar).
- é a velocidade da ambulância
- a velocidade do observador.
O sinal ou depende do caso! Veja o esquema:
Então no caso 1 onde o carro está parado e a ambulância se aproxima, trata-se da primeira linha ali no esquema onde :
Como o observador está parado e a fonte a ou ...
Já no caso 2, temos a fonte parada e o observador indo até a fonte (também pode ser a linha 1 do esquema, mas com ):
Agora vem a pergunta, qual dessas frequências é a maior? ORA, a frequência certo? Ou seja, a frequência observada pelo caso 1!
Resposta
Letra A.