UFRJ – Física 2 – 2019.2 – P3 – M. Escolha
. Um carro anda com velocidade um décimo da velocidade do som em direção a um muro. Ao apertar a buzina, cujo som tem frequência , o som sai do carro bate no muro ecoando de volta no carro. A frequência do eco percebida por um passageiro do carro é dada por
Passo 1
Vamos acabar com esse problema juntos, vem comigo!
Esse problema se trata de um caso de efeito Doppler.
Mas nesse caso temos um efeito duplo. O primeiro ocorre na onda que viaja de encontro ao muro, ele funciona como um ouvinte, logo a frequência que chega nele é dado por:
Onde é a frequência que o muro “ouve”, a velocidade do som, a velocidade da fonte e é a frequência da fonte.
O segundo efeito ocorre depois que a onda é refletida com frequência e o ouvinte do carro vai de encontro a ela, então essa frequência que ele recebe é dada por:
Passo 2
Agora vamos ver o que encontramos.
No primeiro caso temos que o carro é a fonte o muro o ouvinte, a frequência da fonte e como o enunciado disse a velocidade do carro que no caso é a fonte vale:
Assim temos:
Logo:
Passo 3
Agora vamos avaliar o segundo efeito.
Agora a fonte é o muro e o ouvinte está no carro e tem a mesma velocidade que ele. Essa velocidade é positiva, já que a fonte e o ouvinte estão se aproximando.
Ou seja, como o muro é a fonte e o carro viaja em direção a ele, a velocidade agora é positiva.
Temos:
Temos então que:
Com isso temos que alternativa certa é a letra .