Uma ambulância se desloca com velocidade de 35 m / s e emite uma onda sonora de frequência igual a 392 Hz . (a) Qual a frequência do som que o ouvinte capita quando ele estiver parado e ambulância se aproximando.
(b) Quando ele estiver parado e ambulância se afastando. © Quando ambos se aproximam (velocidade do ouvinte 5 m / s ). (d) Quando ambos se afastam. (e) Quando ele se aproxima e a ambulância se afasta.

Passo 1

Então, temos um exercício sobre o Efeito Doppler, que é quando a frequência de um som muda para o ouvinte dependendo se a fonte está se aproximando ou se afastando. Neste caso, uma ambulância está se movendo a uma velocidade de e emite um som com frequência de . Vamos usar a fórmula do Efeito Doppler para calcular a frequência que o ouvinte capta em diferentes situações.

Passo 2

Parte (a): Quando o ouvinte está parado e a ambulância está se aproximando.
Aqui, o ouvinte não está se movendo ( f' = f times vv - vs ) e a ambulância está se movendo em direção ao ouvinte ( f' = 392 times 343343 - 35 = 392 times 343308 approx 392 times 1,114 = 436,5 , Hz é positiva).
A fórmula do Efeito Doppler para esse caso é:
Onde:
  • frequência percebida
  • (velocidade do som no ar)
Substituindo os valores:

Passo 3

Parte (b): Quando o ouvinte está parado e a ambulância está se afastando.
Agora, a ambulância está se afastando, então f' = f times vv + vs é negativo.
A fórmula fica:
f' = 392 times 343343 + 35 = 392 times 343378 approx 392 times 0,908 = 356 , Hz
Substituindo:

Passo 4

Parte ©: Quando ambos estão se aproximando, com o ouvinte movendo-se a f' = f times v + vov - vs .
Aqui, o ouvinte está se movendo em direção à fonte, então f' = 392 times 343 + 5343 - 35 = 392 times 348308 approx 392 times 1,1299 = 443 , Hz é positivo. A ambulância também está se aproximando, então é positivo.
A fórmula é:
Substituindo:

Passo 5

Parte (d): Quando ambos estão se afastando.
Agora, o ouvinte está se afastando e a ambulância também está se afastando. Então, f' = f times v - vov + vs é negativo e f' = 392 times 343 - 5343 + 35 = 392 times 338378 approx 392 times 0,894 = 350 , Hz também é negativo.
A fórmula fica:
Substituindo:

Passo 6

Parte (e): Quando o ouvinte está se aproximando e a ambulância está se afastando.
Aqui, o ouvinte está se movendo em direção à fonte ( f' = f times v + vov + vs positivo) e a ambulância está se afastando ( f' = 392 times 343 + 5343 + 35 = 392 times 348378 approx 392 times 0,9206 = 360,6 , Hz negativo).
A fórmula é:
Substituindo:

Resposta

As frequências percebidas pelo ouvinte são:
  • (a)
  • (b)
  • ©
  • (d)
  • (e)

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