Um carro de polícia, com uma sirene de 280 Hz move-se a
no sentido de um armazém. Qual é a frequência do som refletido pela porta do armazém que o motorista do carro ouve? (Considere a velocidade do som como
)
a. 324 Hz
(2) b. 302 Hz
c. 235 Hz
d. 359 Hz
e. 261 Hz
a. 324 Hz
(2) b. 302 Hz
c. 235 Hz
d. 359 Hz
e. 261 Hz
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos um carro de polícia com uma sirene que emite um som de 280 Hz, e ele está se movendo em direção a uma porta de armazém a uma velocidade de 25 m/s. Queremos descobrir qual a frequência do som que o motorista vai ouvir após o som refletir na porta. Para resolver isso, vamos usar o Efeito Doppler, que explica como a frequência percebida muda quando há movimento entre a fonte do som e o ouvinte.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula do Efeito Doppler para quando a fonte está se movendo em direção a um observador estacionário:
Onde:
-
é a frequência observada. -
é a frequência emitida (280 Hz). -
é a velocidade do som (343 m/s). -
é a velocidade da fonte (25 m/s).
Passo 3
Vamos calcular a frequência que a porta do armazém “ouve”. Substituindo os valores na fórmula:
Então, a porta “ouve” uma frequência de aproximadamente 302,47 Hz.
Passo 4
Agora, a porta do armazém vai refletir esse som de volta para o motorista. É como se a porta fosse uma nova fonte de som emitindo a frequência que ela “ouviu”. Mas, como o carro também está se movendo em direção à porta, usamos novamente o Efeito Doppler, mas agora a fórmula fica assim:
Onde:
-
é a frequência refletida que o motorista vai ouvir. -
é a frequência que a porta “ouve” (302,47 Hz). -
é a velocidade do som (343 m/s). -
é a velocidade da fonte (25 m/s).
Passo 5
Substituindo os valores na segunda fórmula:
Portanto, a frequência que o motorista do carro ouve após o som ser refletido pela porta é aproximadamente 324 Hz.
Resposta
A frequência do som refletido que o motorista ouve é 324 Hz.