UTFPR – Física 2 – P2 2020.2 – Questão 5
Navios de viagens de recreio A e B movimentam-se um em direção ao outro, ambos viajando a velocidades de em relação ao sistema de referência fixo à Terra. O vento está soprando a uma velocidade de na mesma direção e sentido do movimento do barco A, como visto do referencial fixo à Terra. Há uma banda em cada navio. O oboísta do navio A toca a nota musical correspondente à frequência de 410 Hz. Os músicos do navio B ouvem esta nota e depois a executam novamente. Que frequência ouve o maestro no navio A? Considere a velocidade do som no ar como .
a) 545 Hz
b) 477 Hz
c) 440 Hz
d) 1000 Hz
e) 461 Hz
Passo 1
Oii pessoal, tudo bem?
Vamos lá, essa é uma clássica questão de Efeito Doppler 😊
A gente tem esse esquema aqui olha:
E aí um cara do navio A toca a nota musical com frequência de . Quando os músicos do navio B ouvem, eles executam essa mesma nota novamente.
Com isso, queremos saber a frequência que o maestro do navio A vai ouvir, fechou?
O passo a passo é o seguinte:
- Primeiro vamos encontrar qual a frequência que os músicos do navio B ouvem, porque é essa frequência que eles vão repetir
- A partir da frequência que eles repetem, vamos encontrar qual a frequência que a galera do navio A vai ouvir, fechou?
A fórmula de efeito Doppler quando temos influência da velocidade do vento vai ser
Onde é a frequência do observador (a famosa que queremos descobrir)
é a frequência da fonte
é a velocidade do som:
vale
é a velocidade do observador:
é a velocidade da fonte do som:
Quando o oboísta toca a frequência de , o som vem do barco A e vai no mesmo sentido do vento, então vamos usar
E como os dois barcos estão se aproximando, o sinal será de soma em cima e de subtração embaixo, fechou? Bora!
Passo 2
Temos
Substituindo os valores:
Portanto, a frequência que a banda do barco B vai ouvir e reproduzir é:
Passo 3
Show, agora a galera do barco B vai tocar essa frequência de e queremos saber o que o barco A vai ouvir
Como agora o vento está em sentido contrário, vamos usar
Temos
Substituindo os valores:
Então, temos
Logo, a alternativa correta é a letra E
Resposta
e) 461 Hz