Considere que a velocidade máxima permitida numa estrada seja exatamente de 80 km/h. A sirene de um posto rodoviário emite a freqüência de 700 Hz, enquanto um veículo de passeio

e um policial rodoviário se aproximam do posto emparelhados. O policial dispõe de um medidor de freqüências sonoras. Dada a velocidade do som de 350 m/s, ele deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir uma freqüência sonora de, no mínimo:

Passo 1

E aí, galerinha! Tudo na paz por aí?

Nessa questão temos um contexto bem legal. Um policial quer saber se deve multar um carro ou não. Para isso, ele usa um aparelho que mede a frequência da onda sonora que está sendo emitida por um posto rodoviário.

Tá, mas e o que é que a frequência de uma onda sonora tem a ver com a velocidade de um carro?

Então, é que o carro do policial vai estar à mesma velocidade v o do carro de passeio. Assim, a frequência medida por ele é uma frequência aparente. Daí, a ideia é usar essas informações pra calcular a frequência mínima a partir da qual o policial precisará multar o carro de passeio.

Po, esse é um típico problema onde precisamos usar a fórmula que correlaciona a frequência de interesse com uma frequência de referência e velocidade do som. Tá, mas que equação é essa? Você vai se lembrar agora quando olhar pra ela:

f = f 0 v s + v 0 v s + v F

Note que esta equação consegue correlacionar frequência com a velocidade de um veículo se movendo a velocidade v 0 ,   onde f 0 , v 0 , v s e v F são a frequência de referência, velocidade de referência, velocidade do som e velocidade da fonte que está medido a frequência f , respectivamente.

Do enunciado, conseguimos observar que o policial está PARADO, e portanto, sua velocidade é zero:

v F = 0

A velocidade do som é dada v s = 350   m / s .

A frequência de referência foi dita, uma vez que a sirene do posto tem frequência de 700 Hz, ou seja, f 0 = 700   H z . E a velocidade da estrada é de 80 km/h, ou seja, temos que a velocidade de referência é:

v 0 = 80 k m h = 22,2   m / s E

Percebeu que temos todos os parâmetros dados no enunciado, e única coisa que fizemos foi alterar v 0 para a unidade de m/s?

Passo 2

Agora é só a gente substituir na fórmula de f

f = 700 350 + 22,2 350

f = 744   H z

Para frequências maiores que essa, o policial pode multar a velocidade de passeio.

Resposta

f = 744   H z

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