Um trem aproxima-se enquanto você aguarda em um cruzamento. A frequência do apito que você escuta é maior, menor ou igual à frequência que você ouviria se o trem estivesse parado?
- Maior
- Menor
- Igual
- Depende da direção de onde vem o trem.
Passo 1
O enunciado diz que um trem se aproxima de você e pergunta se a frequência do apito que você ouve é maior, menor ou igual à frequência que seria ouvida com o trem parado. O conteúdo aqui é o efeito Doppler para ondas sonoras, e vamos precisar usar a fórmula que relaciona a frequência aparente
com a frequência emitida
quando a fonte se move em direção ao ouvinte.
Passo 2
Qualitativamente, quando a fonte sonora se aproxima, cada frente de onda é emitida mais próxima da anterior, ou seja, as cristas sonoras ficam “mais compressas” no espaço. Isso faz com que o ouvinte receba mais cristas por segundo, elevando a frequência percebida em relação à frequência original
.
Passo 3
Em linguagem matemática, a fórmula do efeito Doppler para uma fonte que se aproxima do ouvinte em repouso é
onde
é a velocidade do som no ar
é a velocidade da fonte em direção ao ouvinte.
Como , o denominador
é menor que
, logo
Como
Resposta
- Maior