Uma sirene da polícia emite uma onda senoidal com frequência . A velocidade do som é e o ar está parado.
Se o ouvinte agora fica em repouso e a sirene se afasta dele com velocidade de , que frequência o ouvinte escuta?

Passo 1

Então, a gente tem uma sirene de polícia que emite um som com frequência de . A velocidade do som no ar é de , e o ar tá parado. Agora, a sirene está se afastando de uma pessoa que tá parada, com uma velocidade de . A pergunta é: qual a frequência que essa pessoa vai ouvir?
Para resolver isso, vamos usar o Efeito Doppler, que explica como a frequência percebida de uma onda muda quando a fonte está se movendo em relação ao observador. Precisamos da fórmula do Efeito Doppler para uma fonte que se afasta do observador.

Passo 2

A fórmula do Efeito Doppler quando a fonte está se afastando do observador e o observador está em repouso é:
Onde:
  • é a frequência observada.
  • é a frequência emitida (300 Hz).
  • é a velocidade do som no ar (340 m/s).
  • é a velocidade da fonte (30 m/s).
Vamos substituir os valores na fórmula:

Passo 3

Agora, calculamos a fração:
Multiplicando pela frequência emitida:

Resposta

A frequência que o ouvinte escuta é aproximadamente .

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Duas cordas muito longas estão emendadas no ponto . Na região a velocidade da onda é , enquanto que na região a velocidade da onda é . Uma onda senoidal incide a esquerda ; parte da onda é transmitida e parte é refletida.
Para , o deslocamento da onda é descrido por :
No entanto, para , a função de onda é descrita por :
onde e .
Admitindo que a função de onda y e sua primeira derivada espacial precisam ser contínuas em , encontre quanto vale a razão
Em uma nuvem de gás interestelar a , a pressão é . Supondo que os diâmetros das moléculas presentes na nuvem são todos iguais a , qual é o livre caminho médio das moléculas?
Uma sirene da polícia emite uma onda senoidal com frequência . A velocidade do som é e o ar está parado.
Determine o com primento de onda das ondas situadas na frente e atrás da sirene quando a sirene se move a .
Mostre que a função satisfação a equação de onda:
onde é uma constante.
Dica: defina uma nova variável e use a regra da cadeia: