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FEMA 2022
Um observador, parado sobre a calçada de uma avenida, ouve o som da sirene de uma ambulância que se desloca pela avenida com velocidade constante.
Sendo f0 a frequência das ondas sonoras emitidas pela sirene da ambulância, f1 a frequência do som percebido pelo observador quando a ambulância dele se aproxima e f2 a frequência do som percebido pelo observador quando a ambulância dele se afasta, a relação entre essas três frequências é:
a
f0 < f1 = f2
b
f1 < f0 < f2
c
f2 < f0 < f1
d
f0 = f1 = f2
e
f0 < f1 < f2
Ver resposta
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Resposta
C
Resolução
O fenômeno relevante é o efeito Doppler: quando há movimento relativo entre fonte e observador, a frequência percebida sofre alteração.
- Fonte aproximando-se (ambulância vem em direção ao observador)
\[f_1 = f_0\left( \frac{v_{som}}{v_{som}-v_{amb}} \right) > f_0\]
O denominador < vsom; logo, \(f_1>f_0\). - Fonte afastando-se (ambulância se distancia)
\[f_2 = f_0\left( \frac{v_{som}}{v_{som}+v_{amb}} \right) < f_0\]
O denominador > vsom; logo, \(f_2<f_0\).
Portanto, as três frequências obedecem à ordem
\[f_2 < f_0 < f_1\]
A alternativa correta é a C.
Dicas
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Lembre-se: som mais "agudo" indica frequência maior.
O sentido do movimento da fonte determina se a frequência percebida aumenta ou diminui.
Compare cada caso (aproximação/afastamento) com a frequência original da sirene.
Erros Comuns
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Achar que a frequência aumenta ou diminui igualmente nos dois sentidos.
Confundir intensidade (volume) com frequência.
Esquecer que o observador está parado e aplicar a fórmula incorreta.
Revisão
- Efeito Doppler: alteração aparente da frequência de uma onda devido ao movimento relativo entre fonte e observador.
- Para ondas sonoras, se a fonte se aproxima, o observador percebe frequência maior; se a fonte se afasta, percebe frequência menor.
- Expressões gerais (observador em repouso):
– Aproximação: \(f' = f_0\dfrac{v}{v - v_f}\)
– Afastamento: \(f' = f_0\dfrac{v}{v + v_f}\) - Onde \(v\) é a velocidade do som e \(v_f\) a velocidade da fonte.
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