Um pedestre está em repouso em uma calçada. Um caminhão de bombeiros, com a sirene ligada, passa por ele. A frequência percebida será maior se o caminhão estiver em:
a) aproximação com velocidade de 50 km / h.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um pedestre parado na calçada e um caminhão de bombeiros com a sirene ligada que está passando por ele. A pergunta quer saber em qual situação a frequência que o pedestre ouve será maior. A matéria que vamos usar aqui é o Efeito Doppler, que explica como a frequência do som muda quando a fonte do som está se movendo em relação ao observador.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o Efeito Doppler. É um fenômeno onde a frequência de uma onda percebida por um observador muda se a fonte da onda estiver se movendo em relação a ele. No caso do som, se a fonte está se aproximando, a frequência percebida aumenta; se está se afastando, a frequência diminui.

Passo 3

A fórmula do Efeito Doppler para uma fonte se movendo em direção a um observador estacionário é:
f' = f1 - vsv
Onde:
  • $ f’ $ é a frequência percebida pelo observador.
  • $ f $ é a frequência emitida pela fonte (nossa sirene).
  • $ v_s $ é a velocidade da fonte (caminhão).
  • $ v $ é a velocidade do som no ar (aproximadamente $ 340 , m/s $).

Passo 4

Vamos analisar a situação do exercício. O caminhão está se aproximando do pedestre com uma velocidade de $ 50 , km/h $. Primeiro, precisamos converter essa velocidade para metros por segundo:
50 , km/h

Passo 5

Agora, substituímos os valores na fórmula do Efeito Doppler. Como o caminhão está se aproximando, usamos a fórmula como está:
f' = f1 - 13,89340

Passo 6

Simplificando a expressão:
f' = f1 - 0,0408 = f0,9592 approx 1,043f
Isso significa que a frequência percebida pelo pedestre é aproximadamente $ 4,3% $ maior do que a frequência emitida pela sirene.

Resposta

A frequência percebida pelo pedestre será maior quando o caminhão de bombeiros estiver se aproximando com velocidade de $ 50 , km/h $.

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