Um torcedor em um vagão do trem em direção ao maracanã assopra uma corneta vuvuzela gerando uma nota a uma frequência de 235 Hz. Sabendo que a velocidade do vagão é de 20 m/s e a velocidade do som é de 340 m/s, podemos dizer que a frequência f P do som recebido por um passageiro encostado na parede da estação Maracanã e a frequência f R do som refletido pela parede até a fonte são dadas respectivamente por:

(a) f P ∼ 250 Hz e f R ∼ 221 Hz.

(b) f P ∼ 222 Hz e f R ∼ 235 Hz.

(c) f P ∼ 235 Hz e f R ∼ 247 Hz.

(d) f P ∼ 250 Hz e f R ∼ 235 Hz.

(e) f P ∼ 222 Hz e f R ∼ 209 Hz.

(f) f P ∼ 222 Hz e f R ∼ 264 Hz.

(g) f P ∼ 250 Hz e f R ∼ 264Hz.

(h) Nenhuma das anteriores.

Passo 1

Questãozinha de efeito Doppler.

f O = f F v s o m ± v O v s o m ± v F

Onde O é o observador e F é a fonte sonora.

Ah, mas tem um monte de sinal aí, como que eu escolho entre ± ?

Você cria um referencial que vai do OBSERVADOR PARA FONTE, se a velocidade estiver no sentido desse referencial, use +, se estiver contrária, use -.

Passo 2

Para o passageiro em repouso, v O = 0 .

Criamos o referencial P a s s a g e i r o → T r e m . Como o som da vuvuzela vai no sentido t r e m → p a s s a g e i r o , então usamos - v F .

f O = f F v s o m v s o m - v F

f P = 235 340 340 - 20 ~   250   H z

Passo 3

Já para o som que vai ser refletido temos que pensar no efeito Doppler de quando ele vai da vuvuzela para a parede, e depois imaginamos a parede como uma fonte sonora (reflexão) e o torcedor como o observador.

Como a parede está em repouso, assim como o passageiro do passo anterior, a frequência que chega até ela é a mesma: 250   H z .

Na reflexão, a parede vai agir como fonte, v F = 0 , então temos um referencial P a r e d e → T r e m . O torcedor se afasta da estação, então ele vai no mesmo sentido do referencial, vamos usar + v O :

f O = f F v s o m + v O v s o m

f R = 250 340 + 20 340 = 264   H z

Resposta

(g) f P ∼ 250 Hz e f R ∼ 264Hz.

Exercícios de Livros Relacionados