QUESTÃO 5: Um pedestre caminha com velocidade de
quando é ultrapassado por uma ambulância a
que estava com a sirene de frequência 1000 Hz ligada. O sentido do deslocamento do pedestre é oposto ao sentido de deslocamento da ambulância. Calcule a frequência percebida pelo pedestre antes da ambulância passar por ele. Considere a velocidade do som no ar igual a
.
Passo 1
O enunciado informa que um pedestre caminha a
e é ultrapassado por uma ambulância que se desloca a
emitindo uma sirene de frequência
. Como o pedestre e a ambulância se movem em sentidos opostos antes de se cruzarem, o problema envolve o efeito Doppler com fonte e observador em movimento relativo, e queremos a frequência percebida pelo pedestre antes da ultrapassagem.
Passo 2
Precisamos usar o sistema SI, então convertemos as velocidades de km/h para m/s:
Passo 3
A fórmula geral do efeito Doppler para um observador se aproximando da fonte com velocidade
e uma fonte se aproximando do observador com velocidade
em um meio onde o som se propaga a
é
Aqui,
,
,
(positivo pois o pedestre vai ao encontro da ambulância) e
(positivo pois a ambulância vai ao encontro do pedestre).
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Resposta
A frequência percebida pelo pedestre antes da ambulância passar por ele é aproximadamente
.