— Parece que a ambulancia passa aqui voando! — comentou um morador ao ver a viatura cruzar a avenida. Para…

Questão

— Parece que a ambulancia passa aqui voando! — comentou um morador ao ver a viatura cruzar a avenida. Para discutir o tema em uma reuniao de bairro, um grupo decidiu estimar a velocidade de uma ambulancia usando o efeito Doppler. Eles fixaram um celular em um ponto da calçada e, com um aplicativo que mostra o pico de frequencia do som, registraram a sirene quando a ambulancia vinha na direcao do celular e quando ja tinha passado. Segundo o fabricante, a sirene emite 1000 Hz quando a fonte esta parada. As leituras do aplicativo indicaram 1060 Hz na aproximacao e 943 Hz no afastamento. Para o calculo, o grupo adotou velocidade do som no ar de 340 m/s e considerou o observador parado e o movimento aproximadamente retilineo ao longo da via. Interprete as medidas do texto e identifique a frase mais adequada para comunicar ao publico, de forma correta, o resultado do experimento e sua interpretacao fisica.

1. A) Informar que a mudanca ocorre por aumento de intensidade sonora com a distancia, e por isso nao permite estimar velocidade a partir de frequencia.
2. B) Informar que a sirene soa mais grave na aproximacao e indica velocidade de cerca de 20 m/s (aprox. 70 km/h).
3. C) Informar que a sirene soa mais aguda na aproximacao e indica velocidade de cerca de 20 m/s (aprox. 70 km/h).
4. D) Informar que o calculo resulta em cerca de 35 m/s (aprox. 125 km/h), usando v_s = 340*(1060-1000)/1000.
5. E) Informar que a diferenca de 60 Hz implica velocidade de 60 m/s (aprox. 220 km/h), pois a variacao numerica de Hz mede a velocidade.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Na aproximação, a fonte se move na direção do observador, então a frequência percebida aumenta. Como 1060 Hz é maior que 1000 Hz, o som fica mais agudo. No afastamento, 943 Hz é menor que 1000 Hz, então o som fica mais grave. Isso mostra que a mudança é de frequência (altura do som), não de intensidade. Passo 2: Usando f' = f x v / (v - vs) na aproximação, temos 1060 = 1000 x 340 / (340 - vs), o que dá 340 - vs = 320,75 e vs de aproximadamente 19,3 m/s. Passo 3: No afastamento, f' = f x v / (v + vs), logo 943 = 1000 x 340 / (340 + vs), o que dá 340 + vs = 360,6 e vs de aproximadamente 20,6 m/s. Passo 4: As duas estimativas são próximas. A média é cerca de 20 m/s, que equivale a cerca de 72 km/h, ou seja, aproximadamente 70 km/h. Passo 5: A frase correta é a C, pois informa que o som fica mais agudo na aproximação e dá a velocidade de cerca de 20 m/s (aprox. 70 km/h). Passo 6: A alternativa A está errada, pois a mudança é de frequência e não de intensidade sonora. A alternativa B está errada, pois na aproximação o som fica mais agudo, não mais grave. A alternativa D está errada, pois a fórmula usada não corresponde ao efeito Doppler e o resultado de 35 m/s não é coerente com as leituras. A alternativa E está errada, pois a diferença em Hz não é diretamente a velocidade em m/s. Passo 7: O gabarito oficial C está correto.

💡 Dica: Use a fórmula do efeito Doppler para calcular a velocidade da ambulância a partir das frequências medidas.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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