Durante uma campanha de segurança no trânsito, estudantes analisaram o som emitido pela sirene de uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma campanha de segurança no trânsito, estudantes analisaram o som emitido pela sirene de uma ambulância que se deslocava em linha reta diante de um observador parado. No primeiro trecho, a ambulância aproximou-se do observador; em seguida, passou por ele e afastou-se. O observador percebeu uma mudança no tom do som, embora a sirene mantivesse a mesma frequência de emissão. Essa mudança ocorre porque o movimento da fonte altera a frequência das ondas que chegam ao observador, fenômeno denominado efeito Doppler. Com base nessa situação, qual alteração na frequência do som percebido pelo observador ocorre durante a aproximação e o afastamento da ambulância?
- A) A frequência percebida diminui na aproximação e aumenta no afastamento.
- B) A frequência percebida aumenta na aproximação e diminui no afastamento.
- C) A frequência percebida permanece constante na aproximação e diminui no afastamento.
- D) A frequência percebida aumenta na aproximação e permanece constante no afastamento.
- E) A frequência percebida permanece constante durante toda a passagem da ambulância.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- O enunciado descreve uma fonte sonora (a sirene) em movimento retilíneo em direção a um observador parado, passando por ele e afastando-se. Isso é o efeito Doppler clássico para ondas sonoras.
- Na aproximação, as cristas sucessivas da onda são emitidas de posições cada vez mais próximas do observador, pois a fonte avança ao encontro das ondas já emitidas. Assim, o comprimento de onda percebido diminui e, como a velocidade do som no ar é a mesma, a frequência percebida aumenta, ficando mais aguda.
- No afastamento, ocorre o inverso: as cristas são emitidas de posições cada vez mais distantes do observador, o comprimento de onda percebido aumenta e a frequência percebida diminui, ficando mais grave.
- Conclusão: a frequência percebida aumenta na aproximação e diminui no afastamento, o que corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A inverte o sentido da variação; a alternativa C supõe frequência constante na aproximação, o que contraria o efeito Doppler; a alternativa D supõe frequência constante no afastamento, quando ela deveria diminuir; a alternativa E afirma que não há variação, o que contraria o fenômeno descrito no próprio enunciado.
💡 Dica: Considere o movimento da fonte sonora e a percepção do som.
Alternativa por alternativa
O aluno inverteu o sentido do efeito Doppler, imaginando que a fonte que se aproxima produz sons mais graves. Confunde a posição das cristas da onda com a noção de que o som fica mais grave ao se aproximar.
Por que engana: Confundir o aumento e diminuição da frequência conforme a aproximação ou afastamento da fonte sonora.
Na aproximação, as frentes de onda chegam mais próximas umas das outras ao observador, reduzindo o intervalo entre suas chegadas e aumentando a frequência percebida. Após a passagem, no afastamento, as frentes de onda chegam mais espaçadas, fazendo a frequência percebida diminuir. A frequência emitida pela sirene permanece constante; o que se altera é a frequência percebida pelo observador devido ao movimento relativo entre a fonte e ele.
O aluno acredita que a frequência só muda no afastamento, ou que na aproximação o tom permanece igual, talvez por não relacionar a compressão das ondas com o movimento da fonte.
O aluno percebe corretamente o aumento na aproximação, mas supõe que no afastamento o tom volta ao normal ou se mantém, sem perceber que a frequência continua variando (diminuindo) enquanto a fonte se distancia.
O aluno entende que, como a sirene emite sempre a mesma frequência, o observador também percebe sempre a mesma frequência, ignorando que o movimento relativo entre fonte e observador altera a frequência percebida.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
ondas sonoras e frequencia · movimento relativo fonte observador
Revisar o conceito de efeito Doppler e suas aplicações.
Confundir o aumento e diminuição da frequência conforme a aproximação ou afastamento da fonte sonora.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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