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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 45 (2º semestre) da UFG 2009

2º semestre · Física: Efeito Doppler

Uma ambulância transita com velocidade constante em uma via retilínea com a sirene ligada em uma frequência fixa f_a. A frequência da sirene percebida pelos pedestres que estão parados na calçada, antes e depois da passagem da ambulância, respectivamente,

  1. A
    aumenta com a velocidade relativa.
  2. B
    diminui e aumenta, gradativamente.
  3. C
    é menor que f_a e maior que f_a.
  4. D
    é maior que f_a e menor que f_a.
  5. E
    não sofre quaisquer alterações.
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Resolução comentada

O fenômeno é o efeito Doppler: quando há movimento relativo entre fonte e observador, a frequência percebida difere da emitida.

Para fonte em movimento e observador parado:

f' = f_a\cdot\frac{v_{som}}{v_{som}\mp v_{amb}}

  1. Antes da passagem (ambulância se aproximando): a fonte "persegue" as próprias ondas e as frentes de onda chegam mais juntas, ou seja, o comprimento de onda diminui. No denominador usamos v_{som}-v_{amb}, que é menor que v_{som}, então f'>f_a (som mais agudo).

  2. Depois da passagem (ambulância se afastando): as frentes de onda ficam mais espaçadas, o comprimento de onda aumenta. No denominador usamos v_{som}+v_{amb}, maior que v_{som}, então f'<f_a (som mais grave).

Como a velocidade da ambulância é constante, a frequência percebida em cada etapa também é constante; ela só muda de forma abrupta no instante da passagem. Isso elimina as alternativas que falam em variação gradativa.

Portanto, antes da passagem a frequência é maior que f_a e, depois, menor que f_a.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana por trocar a ordem: quem esquece que a aproximação aumenta a frequência marca menor antes e maior depois.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA frequência percebida depende da velocidade relativa, mas a afirmação não diz como ela se comporta antes e depois da passagem, e a velocidade é constante.
  • BInverte o sentido da variação (na aproximação aumenta, não diminui) e supõe mudança gradativa, mas a velocidade é constante.
  • CInverte as situações: na aproximação a frequência é maior que f_a, e no afastamento é menor.
  • EIgnora o efeito Doppler: há movimento relativo entre fonte e observador, então a frequência percebida muda.

Assunto: Efeito Doppler.

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Ver como caiu na prova Questão 45 no caderno 1ª etapa da UFG 2009

Fonte: UFG 2009 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗