Uma fonte sonora emite f0 = 440 Hz; a fonte move-se em direção a um observador com velocidade vs = 30,0 m/s. A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma fonte sonora emite f0 = 440 Hz; a fonte move-se em direção a um observador com velocidade vs = 30,0 m/s. A velocidade do som no ar é v = 340 m/s. Determine a frequência observada f (use f = f0·v/(v-vs), v em m/s).
- A) f = 400 Hz
- B) f = 500 Hz
- C) f = 540 Hz
- D) f ˜ 482,6 Hz
- E) f = 300 Hz
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A fonte emite f0 = 440 Hz, a fonte se aproxima do observador com vs = 30,0 m/s e a velocidade do som é v = 340 m/s. Como a fonte se aproxima, o observador ouve um som mais agudo, ou seja, uma frequência maior que 440 Hz. Essa é a verificação de sentido para o resultado.
- Aplique a fórmula dada, f = f0 · v / (v - vs). O denominador usa o sinal de menos porque a fonte vem na direção do observador, comprimindo as ondas.
- Calcule o denominador: v - vs = 340 - 30 = 310 m/s.
- Calcule o numerador: f0 · v = 440 · 340 = 149600.
- Divida: f = 149600 / 310 ≈ 482,6 Hz.
- Compare com as alternativas. O valor 482,6 Hz corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (400 Hz) é menor que 440 Hz, o que indicaria uma fonte se afastando; B (500 Hz) não corresponde ao cálculo exato da fórmula; C (540 Hz) superestima o efeito da aproximação; E (300 Hz) indica diminuição da frequência, o que contraria o fenômeno de aproximação da fonte.
💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência observada diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte o sinal da velocidade e trata a fonte como se estivesse se afastando, calculando f0·(v - vs)/v, o que resulta em aproximadamente 401 Hz.
O aluno chuta um valor redondo próximo do esperado, sem aplicar a fórmula com os dados exatos do enunciado.
O aluno aplica a correção de forma errada, somando um acréscimo fixo ou usando um fator incorreto em vez de calcular v/(v - vs).
Por que engana: Confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando incorretamente a velocidade do som ou a velocidade da fonte sonora.
f = 440·340/(340-30) = 440·340/310 = 149600/310 ˜ 482,5806 Hz ˜ 482,6 Hz.
O aluno acredita que a aproximação da fonte diminui a frequência percebida pelo observador, invertendo o efeito Doppler.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · frequencia sonora
Revisar a fórmula do efeito Doppler para ondas sonoras.
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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