Uma ambulancia em alta velocidade com a sirene ligada desloca-se em direçăo a um radar operado por uma pessoa. O radar emite ondas de radio com frequencia fo que são refletidas pela dianteira da ambuláncia, retornando para o detector com frequencia fr. A percepção do operador do radar, em relaçāo ao som emitido pela sirene, é de que este se altera à medida que a ambulancla se aproxima ou se afasta.
Durante a aproximaçāo, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequencias fre e fo medidas pelo radar?
D Mais agudo do que o som emitido e fr
fo.
Durante a aproximaçāo, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequencias fre e fo medidas pelo radar?
D Mais agudo do que o som emitido e fr
Passo 1
Beleza, vamos resumir a parada: temos uma ambulância vindo em alta velocidade com a sirene ligada, um operador parado com um radar que emite ondas de rádio de frequência
. Essas ondas batem na frente da ambulância (que tá se movendo) e voltam pro radar com frequência
. A matéria aqui é o Efeito Doppler — tanto pro som (a sirene) quanto pras ondas de rádio (o radar). Pra resolver, a gente precisa entender que quando a fonte ou o observador se movem, a frequência percebida muda, e aplicar essa ideia pras duas situações.
Passo 2
Primeiro, o som da sirene: quando uma fonte (a ambulância) se aproxima de você (o operador), as ondas sonoras “apertam” na sua direção. Isso faz a frequência percebida
ser maior que a frequência real
da sirene.
Teoria rápida em LaTeX:
Teoria rápida em LaTeX:
Como
, o denominador fica menor que
, logo
. Em linguagem de amigo: “você ouve um som mais agudo quando a ambulância vem na sua direção”.
Passo 3
Agora pro radar de ondas de rádio: o princípio é parecido, mas a reflexão na frente da ambulância faz dela um “espelho” em movimento. A fórmula do Doppler para ondas eletromagnéticas (velocidade
) refletidas numa superfície em aproximação é:
Novamente, como a ambulância se aproxima,
, o numerador cresce e o denominador diminui, dando
.
Resposta
Durante a aproximação, o operador ouve a sirene mais aguda do que o normal e, no radar, a frequência retornada satisfaz