Em um dia de ventania, uma criança ouve do lado de fora a campainha escolar tocar. Se o vento estiver soprando em direção a criança vindo da campainha, ele vai alterar a frequência, o comprimento de onda ou a velocidade do som ouvido pela criança?
Passo 1
Resumo do Enunciado: Uma criança ouve a campainha escolar tocar em um dia de ventania, com o vento soprando na direção dela vindo da campainha. Precisamos descobrir se o vento altera a frequência, o comprimento de onda ou a velocidade do som que a criança ouve.
Conteúdo da Matéria: Ondas sonoras e os efeitos do vento na propagação do som.
O que vamos precisar para resolver: Entender como o vento afeta a velocidade do som e como isso influencia a frequência e o comprimento de onda percebidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a velocidade do som no ar é aproximadamente 340 metros por segundo (m/s). Essa velocidade pode ser afetada pelo vento, que atua como um “fluxo” que pode ajudar ou atrapalhar a propagação do som, dependendo da direção.
Passo 3
No caso apresentado, o vento está soprando na mesma direção do som, ou seja, da campainha para a criança. Isso significa que o vento aumenta a velocidade efetiva do som em relação à criança. A nova velocidade do som (
) será a soma da velocidade do som no ar (
) e a velocidade do vento (
):
Passo 4
A frequência do som (
) é determinada pela fonte que emite o som, que no caso é a campainha. Como a campainha não está se movendo, a frequência do som emitido (f permanece a mesma).
Passo 5
Sabemos que a velocidade do som, a frequência e o comprimento de onda (
) estão relacionados pela fórmula:
Essa equação mostra que se a velocidade do som aumenta e a frequência permanece constante, então o comprimento de onda deve aumentar.
Passo 6
Com o vento aumentando a velocidade do som (
) e mantendo a frequência (
) constante, podemos calcular o novo comprimento de onda (
):
Isso confirma que o comprimento de onda aumenta quando o vento sopra na direção do som.
Resposta
O vento que sopra na direção da criança aumenta a velocidade do som e o comprimento de onda ouvido por ela, mas a frequência permanece a mesma.