Um carro se aproxima de uma parede. A buzina do carro está emitindo um som de frequência
. A velocidade do carro em relação à parede é:
. A frequência do som recebido na parede é
. Para a velocidade do som no ar, considere o valor de
.
a)
;
b)
;
c)
;
a)
b)
c)
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um carro que está se aproximando de uma parede e tá tocando a buzina com uma frequência de
. A velocidade do carro em relação à parede é de
. A parede está percebendo uma frequência de
. A gente também sabe que a velocidade do som no ar é
. O conteúdo que vamos usar aqui é o Efeito Doppler, que explica como a frequência de um som muda quando a fonte está em movimento em relação ao ouvinte. Vamos precisar converter unidades e aplicar a fórmula do Efeito Doppler para resolver esse problema.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade do carro de
para metros por segundo (
), porque a velocidade do som está em
.
Sabemos que:
Então,
Vamos arredondar para
.
Passo 3
Agora, vamos aplicar a fórmula do Efeito Doppler para uma fonte que está se movendo em direção a um observador fixo (a parede nesse caso). A fórmula é:
Onde:
-
é a frequência percebida ( ), -
é a frequência emitida ( ), -
é a velocidade do som ( ), -
é a velocidade da fonte ( ).
Vamos substituir os valores na fórmula para verificar se está de acordo:
Passo 4
Vamos calcular o denominador:
Agora, a fração dentro da fórmula fica:
Multiplicando pela frequência emitida:
Isso está praticamente igual à frequência percebida de
, então nossos cálculos estão corretos.
Resposta
A velocidade do som no ar é
. Portanto, a opção correta é:
a) 340 m/s