Um carro de polícia está seguindo outro carro. Ambos os carros tem uma velocidade de 80 km h^-1. Se o carro de polícia emite um sinal de 600 Hz , qual é a frequencia percebida pela
a) (1,0) a motorista do carro fugindo
b) (1,0) uma pessoa que está em repouso na mesma rua que acontece a perseguição? Velocidade de som no ar é 343 m s^-1. (Os dois carros estão na direção da pessoa)

Passo 1

O enunciado trata do efeito Doppler para uma fonte sonora (o carro de polícia) e dois observadores distintos:
– o motorista do carro fugindo (que se move junto com a fonte, mesma velocidade),
– uma pessoa em repouso na rua.
Dados: frequência emitida f0=600,Hz, velocidade dos carros vrm carro=80,km/h, velocidade do som vrm som=343,m/s. Vamos usar a fórmula geral do Doppler:
f' = vrm som pm vrm obsvrm som mp vrm fonte , f0

Passo 2

Converter a velocidade dos carros para m/s:
vrm carro =80,kmh =80times1000,m3600,s =22,22;m/s

Passo 3

Para o motorista do carro fugindo temos vrm obs=vrm fonte=22,22,m/s, ambos na mesma direção (recedendo do som, fonte “perseguindo” o observador), de modo que usamos o sinal “–” no numerador e no denominador:
f' = vrm som - vrm obsvrm som - vrm fonte , f0 = 343 - 22,22343 - 22,22 times 600 = 600;Hz

Passo 4

Para a pessoa em repouso ( vrm obs=0) e fonte se aproximando ( vrm fonte=22,22,m/s), a fórmula fica
f' = vrm somvrm som - vrm fonte , f0 = 343343 - 22,22 times 600 approx 642;Hz

Resposta

a) 600,Hz
b) 642,Hz

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