Durante uma atividade de Física, estudantes analisam o som produzido por um alto-falante fixo em um túnel de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma atividade de Física, estudantes analisam o som produzido por um alto-falante fixo em um túnel de vento. O som emitido tem frequência de 500 Hz. No local do experimento, o ar está parado em relação ao túnel, e a velocidade do som no ar é de 340 m/s. Um sensor, inicialmente próximo à entrada do túnel, movimenta-se em linha reta para longe do alto-falante, com velocidade constante de 30 m/s. Considere que a frequência percebida por um observador que se afasta de uma fonte sonora fixa é dada por f' = f(v - v?)/v, em que f é a frequência emitida, v é a velocidade do som e v? é a velocidade do observador. Apresente o resultado arredondado para o número inteiro mais próximo. Com base nas informações do texto, qual é a frequência do som percebida pelo sensor durante seu afastamento?
- A) 544 Hz
- B) 456 Hz
- C) 470 Hz
- D) 455 Hz
- E) 500 Hz
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A frequência emitida é f = 500 Hz, a velocidade do som é v = 340 m/s e a velocidade do sensor é vo = 30 m/s. Como o ar está parado em relação ao túnel, não há vento a considerar.
- Interprete o movimento. O sensor se afasta da fonte fixa, então a frequência percebida deve ser menor que 500 Hz. Por isso a fórmula correta usa o sinal de menos: f' = f(v - vo)/v.
- Substitua os valores. f' = 500 x (340 - 30) / 340 = 500 x 310 / 340 = 155000 / 340 = 455,88... Hz.
- Arredonde para o inteiro mais próximo. Como a parte decimal é 0,88, arredondamos para 456 Hz.
- Compare com o gabarito. O resultado 456 Hz corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (544 Hz) usaria a soma v + vo, que é o caso de um observador que se aproxima da fonte; C (470 Hz) resulta de um erro de cálculo; D (455 Hz) viria de truncar 455,88 em vez de arredondar; E (500 Hz) ignoraria o movimento do sensor, como se ele estivesse parado.
💡 Dica: Aplique a fórmula do efeito Doppler para calcular a nova frequência.
Alternativa por alternativa
O aluno trocou o sinal da velocidade do observador e calculou 500 x (340 + 30) / 340, como se o sensor estivesse se aproximando. Isso faz a frequência subir, quando no afastamento ela deve diminuir.
Por que engana: Confundir a direção do movimento do sensor e do emissor, invertendo o sinal na fórmula do efeito Doppler.
Como o sensor se afasta da fonte, deve-se usar f' = f(v − vₒ)/v. Assim, f' = 500 × (340 − 30)/340 = 500 × 310/340 ≈ 455,9 Hz. Arredondando para o inteiro mais próximo, obtém-se 456 Hz.
O aluno aplicou a fórmula corretamente em essência, mas errou a conta ou usou valores intermediários incorretos, chegando a um valor próximo de 470 Hz.
O aluno calculou corretamente 455,88 Hz, mas truncou o resultado para 455 em vez de arredondar para o inteiro mais próximo, como pede o enunciado.
O aluno acredita que a frequência percebida não muda porque a fonte emite sempre 500 Hz. Ele não percebe que o movimento relativo entre sensor e fonte altera a frequência ouvida.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · velocidade do som no ar
Revisar a fórmula do efeito Doppler e suas aplicações em som.
Confundir a direção do movimento do sensor e do emissor, invertendo o sinal na fórmula do efeito Doppler.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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