Uma ambulância se desloca com velocidade de
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
). (d) Quando ambos se afastam. (e) Quando ele se aproxima e a ambulância se afasta.
(b) Quando ele estiver parado e ambulância se afastando. © Quando ambos se aproximam (velocidade do ouvinte
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 (
) e a ambulância está se movendo em direção ao ouvinte (
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
é negativo.
A fórmula fica:
Substituindo:
Passo 4
Parte ©: Quando ambos estão se aproximando, com o ouvinte movendo-se a
.
Aqui, o ouvinte está se movendo em direção à fonte, então
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,
é negativo e
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 (
positivo) e a ambulância está se afastando (
negativo).
A fórmula é:
Substituindo:
Resposta
As frequências percebidas pelo ouvinte são:
- (a)
- (b)
- ©
- (d)
- (e)