Um trem se afasta de um observador a 20 m/s. Se a frequência do som emitido é de 400 Hz, qual será a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um trem se afasta de um observador a 20 m/s. Se a frequência do som emitido é de 400 Hz, qual será a frequência percebida pelo observador? (Considerando a velocidade do som como 340 m/s)
- A) 380 Hz
- B) 400 Hz
- C) 420 Hz
- D) 450 Hz
- E) 500 Hz
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique o caso. O trem é a fonte sonora e se afasta do observador parado, então a frequência percebida deve ser menor que a emitida (efeito Doppler). Passo 2: Use a fórmula do efeito Doppler para fonte em movimento e observador parado: f' = f x v / (v + vf), onde f é a frequência emitida, v é a velocidade do som e vf é a velocidade da fonte, com sinal positivo no denominador quando a fonte se afasta. Passo 3: Substitua os valores: f' = 400 x 340 / (340 + 20) = 400 x 340 / 360 = 136000 / 360 = 377,8 Hz, aproximadamente 378 Hz. Passo 4: Como as alternativas são aproximadas, o valor mais próximo é 380 Hz, alternativa A, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B supõe que não há variação de frequência, o que só ocorreria sem movimento relativo; a alternativa C inverte a razão e trata a fonte como se estivesse se aproximando, resultando em cerca de 424 Hz; a alternativa D não corresponde a nenhuma aplicação correta da fórmula com os dados; a alternativa E indica um aumento grande de frequência, incompatível com um afastamento.
💡 Dica: Utilize a fórmula do efeito Doppler para calcular a frequência percebida.
Alternativa por alternativa
Cálculo incorreto, não considera o afastamento.
O aluno acredita que a frequência percebida permanece igual à emitida, ignorando que o movimento relativo entre fonte e observador altera a frequência ouvida.
O aluno inverte a razão da fórmula de Doppler, multiplicando por (v + vf) / v, como se o trem se aproximasse, e obtém cerca de 424 Hz.
Por que engana: Confundir a formula do efeito Doppler para fonte se afastando, calculando frequencia maior em vez de menor.
O aluno aplica os dados de forma incorreta, sem seguir a relação de Doppler, e chega a um valor acima do esperado para um afastamento. Possivelmente confunde a operação com a soma direta de uma parcela da velocidade.
O aluno associa o movimento do trem a um aumento grande da frequência, como se a fonte estivesse se aproximando com velocidade muito elevada, o que contraria o sentido do afastamento.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler basico · velocidade do som
Revisar a fórmula do efeito Doppler para sons.
Confundir a formula do efeito Doppler para fonte se afastando, calculando frequencia maior em vez de menor.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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