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Efeito Doppler

O Efeito Doppler é um efeito sonoro que é chamado assim em homenagem ao físico austríaco Christian Johann Doppler, o primeiro a analisá-lo.

Em algum momento, você já se deparou com uma situação em que ouviu o som da sirene de uma ambulância passando? Você já deve ter notado que o som da sirene da ambulância, ou de um carro de bombeiros, parece ser mais agudo quando o móvel (ambulância ou carro de bombeiros) aproxima-se do que durante seu afastamento. Na realidade, a frequência emitida pela sirene é sempre a mesma, o que muda é nossa sensação auditiva.

Vamos considerar a situação representada na figura acima. A ambulância encontra-se parada, mas a sirene está ligada. Os observadores A e B ouvem exatamente a mesma frequência emitida pela sirene da ambulância. Já na situação da figura abaixo, as frequências ouvidas por A e B serão diferentes.

Fonte sonora em movimento

Fonte sonora em movimento

Na traseira do veículo, as compressões ficam mais distantes e, assim, o ouvido de A recebe menos compressões por segundo. Na frente da ambulância, as compressões ficam mais próximas e, assim, o ouvido do observador B recebe mais compressões por segundo. Sendo f a frequência emitida pela sirene, fA a frequência ouvida por A e fB a frequência ouvida por B, temos:

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fA < f e fB > f

Na figura acima, representamos a fonte sonora (ambulância) em movimento e os observadores em repouso. Pode haver ainda o caso oposto: fonte em repouso e observador em movimento. Podemos também ter uma situação mais geral, em que tanto a fonte como os observadores estão em movimento.

Em todos esses casos, a frequência ouvida é diferente da frequência emitida pela fonte, e esse fenômeno é chamado de efeito Doppler, em homenagem ao físico austríaco Christian Johann Doppler, o primeiro a analisá-lo. Sendo f a frequência emitida pela fonte e f’ a frequência ouvida pelo observador, pode-se demonstrar que:

Em que:

v – velocidade do som

v0 – velocidade do observador

vf – velocidade da fonte sonora

Nessa equação, os sinais superiores devem ser usados quando existe aproximação entre fonte e observador, e os sinais inferiores devem ser usados no caso de haver afastamento entre fonte e observador.

Quando uma ambulância passa na rua, o som é percebido mais agudo na aproximação do que durante o afastamento
Quando uma ambulância passa na rua, o som é percebido mais agudo na aproximação do que durante o afastamento
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(FGV) Um carro trafega a 20 m/s em uma estrada reta. O carro se aproxima de uma pessoa, parada no acostamento, querendo atravessar a estrada. O motorista do carro, para alertá-la, toca a buzina, cujo som, por ele ouvido, tem 640 Hz. A frequência do som da buzina percebida pela pessoa parada é, aproximadamente,

Considere: a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s e não há vento.

a) 760 Hz

b) 720 Hz

c) 640 Hz

d) 600 Hz

e) 680 Hz

Questão 2

(UEA - AM) Um observador ouve o apito de um trem se aproximando e depois se afastando, conforme figuras 1 e 2.

(http://ww2.unime.it)

Sabendo que o apito do trem soa com frequência natural contínua, a frequência do apito ouvida pelo observador

a) aumenta na aproximação e permanece constante no afastamento do trem.

b) aumenta tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

c) é constante tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

d) aumenta na aproximação e diminui no afastamento do trem.

e) diminui na aproximação e aumenta no afastamento do trem.

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