Durante uma ocorrência a sirene do corpo de bombeiros soa a uma frequência de 300 Hz . Um bombeiro escuta e vai ao encontro dessa fonte sonora a uma velocidade de
. Qual a frequência da onda sonora escutada pelo bombeiro? Considere a velocidade do som no ar igual a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre a Efeito Doppler, que é quando a frequência do som muda dependendo do movimento entre a fonte e quem ouve. A gente tem uma sirene que emite 300 Hz e um bombeiro que está se movendo na direção dela a 20 m/s. Precisamos descobrir qual frequência o bombeiro vai ouvir. Para isso, vamos usar a fórmula do Efeito Doppler considerando que o bombeiro está se aproximando da sirene.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula do Efeito Doppler quando o ouvinte está se movendo em direção à fonte. A fórmula é:
Aqui:
- $ f’ $ é a frequência percebida pelo ouvinte.
- $ f $ é a frequência emitida pela fonte (300 Hz).
- $ v $ é a velocidade do som no ar (340 m/s).
- $ v_o $ é a velocidade do ouvinte (20 m/s).
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores na fórmula. Primeiro, somamos a velocidade do som com a velocidade do ouvinte:
Passo 4
Em seguida, dividimos essa soma pela velocidade do som:
Passo 5
Finalmente, multiplicamos esse resultado pela frequência emitida para encontrar a frequência percebida:
Resposta
A frequência da onda sonora escutada pelo bombeiro é aproximadamente 318 Hz.