ExaminLab Logo
Sign InCreate Account
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
medium

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e354a

Question Statement
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#física
#ondulatória
#efeito doppler
#fenômenos ondulatórios
#natureza
Medium

Uma ambulância em alta velocidade com a sirene ligada desloca-se em direção a um radar operado por uma pessoa. O radar emite ondas de rádio com frequência que são refletidas pela dianteira da ambulância, retornando para o detector com frequência . A percepção do operador do radar, em relação ao som emitido pela sirene, é de que este se altera à medida que a ambulância se aproxima ou se afasta.

Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências e medidas pelo radar?

A

Mais grave do que o som emitido e fr < f0.

B

Mais agudo do que o som emitido e fr < f0.

C

Mais agudo do que o som emitido e fr = f0.

D

Mais agudo do que o som emitido e fr > f0.

Correct
E

Mais grave do que o som emitido e fr > f0.

Official Explanation / Community Explanations

Análise do Efeito Doppler para Som e Ondas de Rádio

A resposta correta é a alternativa D) Mais agudo do que o som emitido e fᵣ > f₀.

1. O Princípio Físico: Efeito Doppler

Ambas as partes da questão são explicadas pelo Efeito Doppler, que descreve a alteração na frequência percebida de uma onda quando há movimento relativo entre a fonte emissora e o observador.

  • Aproximação: Quando a fonte e o observador se aproximam, a frequência percebida é maior (mais alta) que a frequência emitida. * Afastamento: Quando a fonte e o observador se afastam, a frequência percebida é menor (mais baixa) que a frequência emitida.

2. Análise do Som da Sirene

Nesta parte, a fonte é a sirene da ambulância (em movimento) e o observador é a pessoa com o radar (em repouso).

  • Situação: A ambulância está se aproximando do operador. * Aplicação do Efeito Doppler: Devido à aproximação, o operador perceberá o som com uma frequência maior do que a frequência real emitida pela sirene. * Percepção Humana: Para o som, uma frequência mais alta é percebida como um som mais agudo.

Portanto, a primeira parte da resposta é que o som é percebido como mais agudo.

3. Análise das Ondas de Rádio do Radar

Nesta parte, o fenômeno acontece em duas etapas, resultando em um Efeito Doppler duplo:

  • Etapa 1: Radar (fonte) para Ambulância (observador) * O radar emite uma onda com frequência f₀. * A ambulância, ao se aproximar da fonte de ondas, atua como um observador em movimento. Ela recebe as ondas de rádio com uma frequência f' que é maior que f₀ (f' > f₀).

  • Etapa 2: Ambulância (agora uma fonte refletora) para Radar (observador) * A ambulância reflete essas ondas. Ao fazer isso, ela se torna uma fonte em movimento, emitindo ondas com a frequência f' que ela recebeu. * Como a ambulância (fonte refletora) está se aproximando do radar (observador), o radar detectará essas ondas refletidas com uma frequência fᵣ que é ainda maior que f'.

  • Relação Final: Se fᵣ > f' e f' > f₀, então, por consequência direta, fᵣ > f₀.

4. Conclusão

Combinando as duas análises:

  1. O som da sirene é percebido como mais agudo porque a frequência percebida é maior devido à aproximação. 2. A frequência da onda de rádio refletida (fᵣ) é maior que a frequência emitida (f₀) devido ao duplo Efeito Doppler na aproximação.

Portanto, a única alternativa que combina corretamente as duas conclusões é a D.