(OBJETIVA, Dificuldade 2) Uma fonte sonora fixa emite f0 = 1,00×10^3 Hz. Um observador desloca-se em linha…
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
(OBJETIVA, Dificuldade 2) Uma fonte sonora fixa emite f0 = 1,00×10^3 Hz. Um observador desloca-se em linha reta em direção à fonte com velocidade vo = 20,0 m·s^-1. A velocidade do som no ar é v = 340 m·s^-1. Usando f' = f0 (v+vo)/v, determine a frequência percebida f' (em Hz). Indique procedimento e resultado.
- A) f' = 900 Hz
- B) f' = 1,0588×10^3 Hz (˜1,06×10^3 Hz).
- C) f' = 1,200×10^3 Hz
- D) f' = 500 Hz
- E) f' = 800 Hz
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: f0 = 1000 Hz, vo = 20,0 m/s (observador se aproximando da fonte) e v = 340 m/s. Passo 2: Como o observador se aproxima da fonte, a frequência percebida deve aumentar, então o sinal no numerador é de soma: v + vo. Passo 3: Calcule v + vo = 340 + 20 = 360 m/s. Passo 4: Calcule a razão (v + vo)/v = 360/340 = 1,0588... Passo 5: Multiplique pela frequência da fonte: f' = 1000 x 1,0588 = 1058,8 Hz, ou seja, aproximadamente 1,0588 x 10^3 Hz, que corresponde à alternativa B. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A) 900 Hz é menor que f0, o que contraria o fato de a aproximação elevar a frequência. C) 1200 Hz exagera o efeito, pois a variação real é de apenas cerca de 5,9%. D) 500 Hz representa queda pela metade, sem nenhuma base na fórmula dada. E) 800 Hz também indica diminuição da frequência, incompatível com a aproximação do observador. Conclusão: o cálculo independente confirma o gabarito B.
💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência percebida e substitua os valores.
Alternativa por alternativa
Interpreta que a aproximação do observador reduz a frequência percebida, invertendo o efeito Doppler, e obtém um valor abaixo de f0 por um cálculo sem base na fórmula.
f' = f0 (v+vo)/v = 1000·(340+20)/340 = 1000·360/340 = 1000·1,0588235 = 1058,8 Hz.
Supõe que a velocidade do observador se soma diretamente à frequência, ou exagera a variação, tratando vo como fator multiplicativo grande e não como parcela da razão (v + vo)/v.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler e aplicar incorretamente a velocidade do som ou a velocidade do observador.
Acredita que a frequência percebida cai pela metade quando o observador se aproxima da fonte, uma ideia sem relação com a fórmula do efeito Doppler.
Associa a aproximação do observador a uma diminuição da frequência, invertendo o sentido do efeito Doppler, e aplica um cálculo que reduz f0.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · cálculo de frequências
Revisar a fórmula do efeito Doppler para ondas sonoras.
O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler e aplicar incorretamente a velocidade do som ou a velocidade do observador.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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