Uma fonte emite f = 1000 Hz e aproxima-se de um observador com velocidade v_s = 34 m/s. Velocidade do som v =…
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
Uma fonte emite f = 1000 Hz e aproxima-se de um observador com velocidade v_s = 34 m/s. Velocidade do som v = 340 m/s. Usando f' = f·v/(v - v_s), calcule a frequência observada f' (Hz).
- A) Frequência observada é 1000 Hz, sem alteração.
- B) A frequência resultante é sempre 340 Hz.
- C) ˜ 1111 Hz.
- D) A frequência observada será menor que 1000 Hz.
- E) A fórmula utilizada só se aplica se a fonte se afastar.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A fonte emite f = 1000 Hz, aproxima-se do observador com v_s = 34 m/s, e a velocidade do som é v = 340 m/s. Como a fonte se aproxima, a frequência observada deve aumentar. Passo 2: Aplique a fórmula dada, f' = f·v/(v - v_s). O denominador é v - v_s = 340 - 34 = 306 m/s. Passo 3: Calcule o numerador, 1000 · 340 = 340000. Passo 4: Divida, f' = 340000/306, que é aproximadamente 1111,1 Hz. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa C, 1111 Hz, está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A afirma que não há alteração, mas há aproximação da fonte, o que altera a frequência; B afirma que o resultado é sempre 340 Hz, valor que não sai da fórmula e que não depende de f; D diz que a frequência diminui, mas na aproximação ela aumenta, pois o denominador diminui; E diz que a fórmula só vale para afastamento, mas a expressão vale para aproximação, com sinal de velocidade que muda o denominador para v - v_s.
💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência observada diretamente.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a frequência só muda quando há movimento relativo grande ou que a fonte em movimento não altera o som ouvido. Ele ignora o efeito Doppler.
Por que engana: Confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
O aluno confunde a frequência observada com a velocidade do som ou com um valor fixo associado ao enunciado, e acha que o resultado é constante. A frequência observada depende de f, v e v_s.
Aplicando f' = 1000·340/(340-34) = 1000·340/306 ˜ 1111 Hz; aumento devido ao efeito Doppler para fonte aproximando.
O aluno pensa que, como a fonte se move, o som fica mais grave e a frequência cai. Na aproximação, o denominador v - v_s diminui e a frequência sobe.
O aluno memorizou a fórmula com um sinal específico e acredita que ela só serve para afastamento. Na verdade, a expressão se aplica a aproximação, pois v - v_s fica menor e f' aumenta.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · cálculo de frequências
Revisar a fórmula do efeito Doppler para ondas sonoras.
Confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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