Qual esboço gráfico representa a frequência $$f_{O}(t)$$ detectada pelo observador?

Confira nossa lista de Exercícios Resolvidos de Harmônicos e Efeito Doppler

Solução:

Enquanto a ambulância se aproxima do observador, a frequência registrada por ele pode ser calculada da seguinte forma:

\[f_{0} = (\frac{v}{v – v_{f}}) f_{A}\]

Em que $$f_{0}$$ é a frequência registrada pelo observador, v é a velocidade da onda, $$v_{f}$$ é a velocidade da fonte e $$f_{A}$$ é a frequência emitida pela ambulância. Como o denominador é menor que o numerador, $$f_{0} > f_{A}$$. Esse valor vai decrescendo à medida que a ambulância vai se aproximando do observador até que $$f_{0} = f_{A}$$. Então a ambulância começa a se afastar do observador e a forma de calcular a frequência registrada muda para:

\[f_{0} = (\frac{v}{v + v_{f}}) f_{A}\]

Neste caso, o denominador é maior que o numerador, logo $$f_{0} < f_{A}$$.

Resposta: letra D.

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a) a frequência $$f_{M}$$ do som da sirene percebido por Miguel parado na esquina;

b) a velocidade $$v_{R}$$ do som da sirene em relação a João correndo;

c) a frequência $$f_{J}$$ do som da sirene percebido por João quando está correndo.

Miguel, ainda parado, assobia para João, que continua correndo. Sendo o comprimento de onda do assobio igual a 10 cm, determine

d) a frequência $$f_{A}$$ do assobio percebido por João.

Note e adote:
Considere um dia seco e sem vento.

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Solução:

a) Como Miguel está em repouso em relação ao ar, a frequência da sirene ouvida por ele é a mesma frequência da fonte. \[v = \lambda\cdot f \longrightarrow 340 = 0,17\cdot f \longrightarrow f = 2\cdot 10^{3}\, Hz\]

b) Aqui temos que João está se aproximando da fonte, portanto as velocidades de João e da onda se somam. \[v_{R} = v + v_{S} \longrightarrow v_{R} = 3,4 + 340 \longrightarrow v_{R} = 343,4\, m/s\]

c) Neste item temos o efeito doppler. Como o observador se aproxima da fonte sonora, temos \[\frac{f_{J}}{v_{S} +v} = \frac{f}{v_{s}} \longrightarrow \frac{f_{J}}{343,4} = \frac{2\cdot 10^{3}}{340} \longrightarrow f_{J} = 2,02\cdot 10^{3}\, Hz\]

d) Primeiro precisamos calcular a frequência do assobio de Miguel. \[v = \lambda\cdot f \longrightarrow 340 = 10\cdot 10^{-2}\cdot f \longrightarrow f = 3,4\cdot 10^{3}\, Hz\] Como temos o observador se afastando da fonte do som, temos \[\frac{f_{A}}{v_{S} – v} = \frac{f}{v_{S}} \longrightarrow \frac{f_{A}}{340 – 3,4} = \frac{3,4\cdot 10^{3}}{340} \longrightarrow f_{A} = 3,37\cdot 10^{3}\, Hz\]

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(A) Ressonância magnética e oscilações forçadas.
(B) Efeito Casimir e Ultrassom.
(C) Efeito Doppler e Desvio para o Vermelho (Big Bang).
(D) Ressonância acústica e interferência destrutiva.

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Solução:

Podemos observar que as ondas estão mais próximas umas das outras do lado direito e mais afastadas umas das outras do lado esquerdo. Isso significa que o ponto vermelho em ambas as figuras, emissor das ondas, está em movimento. Os casos em que isso acontece são o Efeito Doppler e o Desvio para o Vermelho.

Resposta: letra C.

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