Em uma demonstração de Física, um carro equipado com uma sirene aproxima-se de uma pessoa que permanece parada…
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
Em uma demonstração de Física, um carro equipado com uma sirene aproxima-se de uma pessoa que permanece parada em relação à rua. A sirene emite um som de frequência 440 Hz, enquanto o carro se desloca em direção à pessoa com velocidade constante de 20 m/s. Considere que a velocidade do som no ar seja 340 m/s e despreze o movimento do ar. Considerando o efeito Doppler, qual frequência será percebida pela pessoa enquanto o carro se aproxima?
- A) 414,1 Hz
- B) 467,5 Hz
- C) 415,6 Hz
- D) 495 Hz
- E) 440 Hz
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A fonte (sirene) emite f = 440 Hz, a fonte se aproxima do observador (pessoa parada) com velocidade vs = 20 m/s, o observador está em repouso (vo = 0) e a velocidade do som é v = 340 m/s. Como a fonte se aproxima, a frequência percebida aumenta.
- Use a fórmula do efeito Doppler para fonte em movimento e observador em repouso: f' = f * v / (v - vs), em que o sinal menos no denominador vale para aproximação.
- Substitua os valores: f' = 440 * 340 / (340 - 20) = 440 * 340 / 320 = 149600 / 320 = 467,5 Hz.
- Confira a coerência: 467,5 Hz é maior que 440 Hz, como esperado para uma fonte que se aproxima. Resolvi a questão sem usar o gabarito e cheguei à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (414,1 Hz) corresponde a 440 * 320/340, que inverte o uso da velocidade da fonte, como se ela estivesse se afastando. C (415,6 Hz) corresponde a 440 * 340/360, que troca o sinal da velocidade da fonte no denominador. D (495 Hz) corresponde a 440 * 360/320, que inverte a razão da fórmula. E (440 Hz) é a frequência original da sirene, ou seja, ignora o efeito Doppler, que existe justamente porque há movimento relativo entre fonte e observador.
💡 Dica: Utilize a fórmula da frequência percebida pelo observador em movimento.
Alternativa por alternativa
Aplicou o fator (v - vs)/v, que corresponde a uma fonte que se afasta, trocando o sinal da velocidade do carro e fazendo a frequência cair em vez de subir.
Como a fonte sonora se aproxima de um observador em repouso, utiliza-se f' = f · v/(v − v_f). Substituindo os valores, f' = 440 · 340/(340 − 20) = 440 · 340/320 = 467,5 Hz. A frequência percebida é maior que a emitida porque a fonte se aproxima do observador.
Colocou v + vs no denominador, como se o carro estivesse se afastando da pessoa, o que faz a frequência diminuir.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando incorretamente a velocidade do som ou a velocidade da fonte sonora.
Inverteu a razão da fórmula, usando (v + vs)/(v - vs) em vez de v/(v - vs), o que aumenta a frequência de forma exagerada.
Acreditou que a altura do som percebida não muda, pois a sirene continua emitindo 440 Hz, ignorando que o movimento relativo altera a frequência recebida.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · frequencia e onda sonora
Revisar o efeito Doppler e suas aplicações em som.
O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando incorretamente a velocidade do som ou a velocidade da fonte sonora.
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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