Uma sirene de 2000 H z e um funcionário da defesa civil estão em repouso em relação ao solo. Que frequência o fundionário ouve se o vento está soprando a 12 m / s ( a ) da fonte para o funcionário e ( b ) do funcionário para a fonte?

Passo 1

Olá pessoal! Essa é uma questão que serva para treinarmos o efeito Doppler com a presença de vento, vamos lá?

Com o vento soprando em direção ao funcionário, como é o caso da letra ( a ) , a “nova velocidade do som” vai ajudar o vento, ou seja, levar as ondas mais rápido ao observador:

v = v v e n t o + v s o m = 340 = 12 = 352 m / s

E quanto às velocidades entre fonte e observador?

Bom, eles não estão em repouso em relação ao solo? Então nenhum deles está em movimento, sendo assim: v o = v f = 0 e o efeito Doppler é nulo!

f o = f f v ± v o v ± v f = f f v v = f f = 2000 H z

Sim amigos! É zero! Pois o efeito Doppler é um deslocamento de frequências que ocorre quando há movimento relativo entre a fonte emissora e o observador. Como nesse caso (spoiler: no outro também!) não há, então a frequência ouvida é a mesma emitida: f o = 20000 H z .

Passo 2

Na letra ( b ) temos o mesmo cenário, apenas modificando a direção do vento. A nova velocidade do som vai ser: v = v s o m - v v e n t o = 340 - 12 = 328 m / s

Mas aqui novamnete não há movimento relativo entre o observador e a fonte, então v o = v f = 0 e a frequência ouvda é a mesma emitida.

Matematicamente a justificativa é a mesma:

f o = f f v ± v o v ± v f = f f v v = f f = 2000 H z

Resposta

a 2000 H z

b 2000 H z

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