Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 17.7 - Ex. 61
Um morcego está voando em uma caverna, orientando-se através de pulsos ultrassônicos. A frequência dos sons emitidos pelo morcego é . O morcego se aproxima de uma parede plana da caverna com uma velocidade igual a vez a velocidade do som no ar. Qual é a frequência com que o morcego ouve os sons refletidos pela parede da caverna?
Passo 1
Faaalaaa aii galerinha bonita, tudo joinha? Essa questão é aquela em que usamos uma fonte “imaginária”, aquele exemplo bem no finalzinho da parte de teoria de ondas, lembram?
Vamos colocar em prática? Bora lá!
Primeiro vamos calcular a frequência que chega na parede e que seria sentida por um observador ali.
Da fórmula para o efeito Doppler, com e como a fonte está se aproximando do observador (parede da caverna) a velocidade da fonte é negativa, temos:
Logo:
Passo 2
Agora vamos considerar a parede como a tal “fonte imaginária”, onde as ondas vão ser refletidas até chegar nos ouvidos do novo observador, o morcego. Agora a frequência emitida da fonte foi a frequência que acabamos de encontrar, então ela vai ser nossa .
E o sinal? Bom, agora a fonte está em repouso e como o observador vai em direção à fonte, a velocidade do observador (morcego) vai ser positiva.
Passo 3
Sabendo dos sinais, das velocidades e da frequência da fonte, basta aplicar na fórmula do efeito Doppler:
Ou em :
E essa é a frequência que estamos procurando!
