Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 80
Uma instalação de radar usada para monitorar tempestades emite ondas de rádio com frequência iguala . Uma rente de tempestades se aproxima da instalação com velocidade de . a) No sistema de referência da tempestade, a frequência das onda de rádio é maior ou menor que ? Por quê? Qual é a diferença existente entre a frequência no referencial da tempestade e a frequência de ? (Voce poderá usar as formulas deduzidas no Problema 16.78. AS ondas de radio se deslocam com velocidade da luz .) b) As odnas de radio são refletidas pelas gotas de agua da tempestade, e as ondas refletidas são detectadas pela instalaão. O receptor da instalação mede uma frequência maior ou menor que .
Passo 1
a) A questão diz que o radar usa ondas de rádio, o que significa que precisaremos usar a equação do efeito Doppler relativístico, já que as ondas de rádio têm velocidade . Como a velocidade da tempestade é muito menor que a velocidade da luz , podemos usar a equação deduzida na questão 78:
Isolando que é a diferença que estamos procurando:
Substituindo os valores, e considerando que é negativo porque a tempestade se aproxima do radar:
Passo 2
b) Como a tempestade se aproxima, ocorre encurtamento do comprimento de onda das ondas de rádio e a frequência aumenta, a diferença será o valor da frequência de batimentos, que é duas vezes o valor da variação da frequência que calculamos no Passo 1. Já que ocorre uma variação da frequência porque a tempestade se aproxima e depois a frequência varia mais uma vez ao ser refletida pelo fato da tempestade se aproximar também: