Efeito Doppler
- A figura abaixo representa um carro que se aproxima de uma parede que reflete o som. O carro buzina com frequência . Um observador em repouso na posição indicada na figura detecta batimentos com frequência de Considere a velocidade do som
- Obtenha a expressão para a frequência de batimento em função da frequência da buzina e da razão entre as velocidades do carro e do som,
- Calcule a velocidade do carro.
Passo 1
c):
Aqui nós vamos usar a diferença entre as duas frequências percebidas pelo observador, a frequência direta, e a frequência que vem da reflexão da onda na parede.
A frequência direta é calculada assim: Existe um observador, parado, e a fonte se afastando com velocidade positiva. Então:
Vamos chamar essa frequência de .
Porém, qual a frequência refletida pela parede?
Essa frequência refletida pela parede é a frequência que chega na parede.
Ou seja, precisamos considerar a parede como um novo observador, que irá observar uma frequência . Esse novo observador está parado e a fonte se aproxima dele, então:
Agora, vamos considerar a parede como uma nova fonte de ondas de frequência , sendo que essa frequência é percebida pelo o observador do início (:.
Então o batimento é dado por:
Usando as variáveis do enunciado:
Passo 2
d):
Nesse item a gente só precisa aplicar todos os valores que o enunciado nos dá na equação que a gente encontrou na c).
Os valores são:
Então, aplicando esses valores na equação abaixo e isolando
Resposta
c):
d):