Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 16.Questões para Discussão - Ex. 21
Se você espera um trem se aproximar e passar em um cruzamento da ferrovia, você ouve o som do trem com um desvio Doppler. Mas, se você escutar com atenção, ouvirá que a mudança na frequência é contínua; não existe uma súbita passagem de frequência elevada para frequência baixa. A frequência passa suavemente (mas rapidamente) de alta para baixa à medida que o trem passa. Por que ocorre essa variação suave?
Passo 1
Fala galera, bora lá! Para a resolução desta questão será feita uma análise quanto às características das ondas sonoras emitidas em função do movimento da fonte.
No caso em análise, a velocidade das ondas emitidas pela fonte sonora em movimento para o ouvinte estacionário não está na mesma direção da reta que liga ambos os agentes (ouvinte e fonte sonora).
Passo 2
Neste caso, a velocidade (radial) () é defasada por um ângulo () entre a reta que liga os agentes e o próprio vetor velocidade da onda emitida, conforme abaixo:
: projeção da velocidade na direção da reta que liga os agentes
Devido a isso, a variação da frequência não é súbita, mas sim suave, pois a velocidade radial não é constante, mas varia de acordo com a angulação das ondas emitidas.
Passo 3
Portanto, a variação suave da frequência das ondas emitidas pelo trem se justifica devido à velocidade radial das ondas sonoras não ser constante, mas sim variar em função da angulação relativa entre o trem e o observador.
Resposta
A variação suave da frequência das ondas emitidas pelo trem se justifica devido à velocidade radial das ondas sonoras não ser constante, mas sim variar em função da angulação relativa entre o trem e o observador.