Durante uma atividade de Física, uma ambulância emite uma sirene de frequência constante de 500 Hz e passa por…

Questão

Durante uma atividade de Física, uma ambulância emite uma sirene de frequência constante de 500 Hz e passa por uma pessoa parada na calçada. Antes de passar, a ambulância se aproxima com velocidade cada vez maior; depois de passar, afasta-se mantendo esse aumento no módulo da velocidade. O aplicativo de medição registrou, em diferentes instantes, frequências de 510 Hz, 530 Hz, 560 Hz, 530 Hz e 510 Hz. Desprezando efeitos do vento, os estudantes analisaram o gráfico da frequência ouvida em função do tempo. Com base nessa situação e nos dados registrados, qual comportamento da frequência ouvida caracteriza o Efeito Doppler no gráfico frequência versus tempo?

1. A) A frequência permanece constante durante toda a passagem da ambulância.
2. B) A frequência diminui continuamente durante toda a passagem da ambulância.
3. C) A frequência não pode ser representada em função do tempo nesse fenômeno.
4. D) A frequência aumenta continuamente durante toda a passagem da ambulância.
5. E) A frequência aumenta durante a aproximação e diminui após a passagem da ambulância.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique o fenômeno. O Efeito Doppler ocorre quando há movimento relativo entre fonte sonora e observador, fazendo a frequência percebida diferir da frequência emitida. Aqui a fonte emite 500 Hz e se move em relação à pessoa parada.
2. Analise a fase de aproximação. A ambulância se aproxima com velocidade crescente, então as ondas sonoras são comprimidas à frente dela e o comprimento de onda percebido diminui. Como f = v/λ, a frequência ouvida aumenta, o que é coerente com os valores 510 Hz e 530 Hz registrados antes da passagem.
3. Analise a fase de afastamento. Depois de passar, a ambulância se afasta com velocidade de módulo crescente, as ondas são esticadas atrás dela, o comprimento de onda percebido aumenta e a frequência ouvida diminui, como indicam os valores 530 Hz e 510 Hz registrados após a passagem.
4. Conclua o comportamento no gráfico. A curva de frequência por tempo sobe na aproximação, atinge o valor máximo no instante da passagem e desce no afastamento. Esse padrão, crescimento seguido de decrescimento, é a assinatura do Efeito Doppler para este movimento, e corresponde exatamente à alternativa E.
5. Por que as outras estão erradas. A alternativa A está errada porque a frequência ouvida muda com o movimento relativo. A alternativa B está errada porque inverte o sentido da variação na aproximação. A alternativa C está errada porque o fenômeno pode ser representado em função do tempo, como mostram os dados registrados. A alternativa D está errada porque ignora a fase de afastamento, na qual a frequência diminui.
6. Observação sobre os dados. Pela física ideal, a frequência ouvida deveria cruzar 500 Hz no instante em que a ambulância passa pela pessoa; os valores registrados estão todos acima de 500 Hz, o que pode refletir limitações do aplicativo de medição. Isso não altera a conclusão, pois o padrão de subida e descida continua o mesmo.

💡 Dica: Considere as mudanças na frequência percebida em relação ao movimento da fonte sonora.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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