A fonte sonora do sistema de sonar de um navio opera com uma frequência igual a 22,0 kHz . A velocidade do som na água (suposta uniforme a
) é igual a
. Qual é a diferença entre a frequência das ondas irradiadas diretamente e a frequência das ondas refletidas por uma baleia que se aproxima diretamente do navio com velocidade de 4,00
? O navio está em repouso na água.
Passo 1
Resumo do enunciado: o sonar do navio emite ondas de frequência
. A velocidade do som na água é
. A baleia aproxima-se do navio com velocidade
. Precisamos usar o efeito Doppler para fonte e receptor em movimento, considerando a reflexão das ondas pela baleia.
Passo 2
Quando a baleia se aproxima, ela “escuta” a onda com frequência aumentada. Neste primeiro estágio (baleia como receptor móvel), a frequência recebida pela baleia é
Passo 3
A baleia reflete a onda com essa frequência
e, para o navio (receptor), ela atua como fonte móvel que se aproxima. Assim, a frequência refletida percebida pelo navio é
Passo 4
Substituindo valores numéricos:
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Passo 5
A diferença entre a frequência refletida e a emitida é
Resposta
A diferença de frequência é aproximadamente
.