Uma fonte sonora emite f0 = 500 Hz. O observador aproxima-se da fonte com vo = 30,0 m·s?¹ enquanto a fonte…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma fonte sonora emite f0 = 500 Hz. O observador aproxima-se da fonte com vo = 30,0 m·s?¹ enquanto a fonte afasta-se com vs = 20,0 m·s?¹. Velocidade do som v = 340 m·s?¹. Usando a fórmula do efeito Doppler para observador e fonte em movimento, determine a frequência percebida f' e apresente a dedução.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fórmula geral: f' = (v + vo)/(v - vs) · f0, com vo positivo se o observador se aproxima e vs positivo se a fonte se afasta. Substituindo: f' = (340+30)/(340-20)·500 = 370/320·500 = 1,15625·500 = 578,125 Hz. Resultado: f' ˜ 5,78×10² Hz. Dedução: partir da relação ?' = (v - vs)/f0 para a fonte móvel (fonte afasta ? comprimento de onda aumenta) e depois considerar que o observador mede f' = (v + vo)/?'. Compor as duas expressões leva à fórmula acima.
Explicação
A dedução da fórmula do efeito Doppler envolve a relação entre a frequência emitida pela fonte e a frequência percebida pelo observador, considerando o movimento relativo entre ambos. Ao substituir os valores das velocidades e da frequência original na fórmula, obtemos a frequência percebida, que é maior devido à aproximação do observador e à afastamento da fonte. O resultado final demonstra como as mudanças nas velocidades afetam a percepção sonora, evidenciando o efeito Doppler em ação.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · movimento relativo
Revisar a fórmula do efeito Doppler e suas aplicações em movimento relativo.
O aluno pode confundir a direção do movimento da fonte e do observador, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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