(IDECAN/IFPA, PROFESSOR DE FÍSICA, EDITAL 01/2025) Uma ambulância com a sirene ligada emite um som com frequência de 800 Hz . Um motociclista deslocase em direção à ambulância com velocidade de 72 \mathrm{~km} / \mathrm{h}, enquanto a ambulância se aproxima com velocidade de 108 \mathrm{~km} / \mathrm{h}. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 \mathrm{~m} / \mathrm{s}, a frequência do som percebido pelo motociclista é, aproximadamente, de:
(a) 870 Hz .
(b) 929 Hz .
(c) 960 Hz .
(d) 982 Hz .
(e) 1000 Hz .

Passo 1

O enunciado descreve uma ambulância que emite uma sirene de frequência f_s = 800\\ \mathrm{Hz}. O motociclista e a ambulância se aproximam um do outro, com velocidades dadas em km/h. O conteúdo aplicado será o efeito Doppler para fonte e observador em movimento, usando a fórmula que leva em conta ambas as velocidades relativas ao ar.

Passo 2

Precisamos converter as velocidades para metros por segundo:
v_r = \frac{72}{3,6} = 20\\ \mathrm{m/s}, \quad v_s = \frac{108}{3,6} = 30\\ \mathrm{m/s},
onde v_r é a velocidade do observador (motociclista) em direção à fonte e v_s é a velocidade da fonte (ambulância) em direção ao observador.

Passo 3

A fórmula do efeito Doppler para fonte e observador em movimento relativo ao meio é
f' = \frac{v + v_r}{\,v - v_s\,}\;f_s,
onde v = 340\\ \mathrm{m/s} é a velocidade do som no ar.

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
f' = \frac{340 + 20}{340 - 30}\times 800 = \frac{360}{310}\times 800 \approx 1,16129\times 800 = 929\\ \mathrm{Hz}.

Passo 5

Entre as alternativas apresentadas, a frequência calculada coincide com a opção de aproximadamente 929\\ \mathrm{Hz}.

Resposta

(b)

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