Um alto-falante móvel acoplado à roupa de um casal em apresentação emite f0 = 440 Hz. Se o casal se aproxima…

Questão

Um alto-falante móvel acoplado à roupa de um casal em apresentação emite f0 = 440 Hz. Se o casal se aproxima do público a velocidade v_s = 1,50 m/s e a velocidade do som no salão é v = 340 m/s, calcule a frequência percebida f' pelo público pelo efeito Doppler. Em seguida, proponha um protocolo de demonstração em aula (materiais, medições, procedimentos) para medir esse desvio e discuta adaptações para incluir estudantes com diferentes habilidades motoras.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo físico: para fonte em movimento aproximando-se de observador estacionário f' = f0·v/(v-v_s). Com f0=440 Hz, v=340 m/s, v_s=1,50 m/s ? f' = 440·340/(340-1,5) ˜ 440·340/338,5 ˜ 442,0 Hz (aumento ˜ 2,0 Hz). Protocolo de demonstração: alto-falante pequeno com tom puro 440 Hz (fonte), medidor de frequência (microfone + app ou analisador FFT) fixo no ponto do público; marcar percurso retilíneo de 5 m, medir f' em 3 passagens com velocidade controlada (cronômetro e fita métrica) para cada passagem; calcular média e desvio padrão; comparar com valor teórico. Controles e erros: atenuação, reflexões do som, velocidade não uniforme; estimar incertezas pela variabilidade nas medições. Adaptações inclusivas: permitir que estudantes com mobilidade reduzida acionem o alto-falante (em mãos ou em carrinho) ou usem gravações reproduzidas em trilho móvel controlado por motor de baixa velocidade; usar visualização do deslocamento e do sinal (espectrograma) para estudantes com deficiência auditiva; dividir tarefas (medição, cronometragem, análise) conforme habilidades. Relação com tema social: enfatizar respeito à diversidade corporal ao escolher papéis (fonte móvel pode ser simulada por objetos) e garantir que a atividade valorize diferentes corpos e capacidades durante a experimentação.

Explicação

O cálculo da frequência percebida pelo público utiliza a fórmula do efeito Doppler, considerando a velocidade da fonte e a do som, resultando em um valor ligeiramente superior ao original, o que demonstra o fenômeno sonoro. O protocolo de demonstração é bem estruturado, incluindo medições práticas e controle de variáveis, permitindo a comparação entre dados experimentais e teóricos. As adaptações propostas garantem a inclusão de estudantes com diferentes habilidades, promovendo um ambiente de aprendizado acessível e colaborativo.

Raio-X da questão

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