Uma ambulância emite um sirene com frequência f = 1,00×10^3 Hz. Se a ambulância se aproxima em velocidade v_s…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma ambulância emite um sirene com frequência f = 1,00×10^3 Hz. Se a ambulância se aproxima em velocidade v_s = 30 m/s e a velocidade do som no ar é v = 340 m/s, calcule a frequência observada pelo ouvinte fixo. Use a fórmula para fonte móvel: f' = f·v/(v - v_s). (Unidades SI)
- A) f' = 900 Hz.
- B) f' = 1,00×10^3 Hz (frequência original).
- C) f' = 340 Hz.
- D) f' = 1,50×10^3 Hz.
- E) f' = 1,10×10^3 Hz (˜1 097 Hz).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Dados do enunciado: f = 1,00×10^3 Hz, v_s = 30 m/s (ambulância se aproximando do ouvinte) e v = 340 m/s (velocidade do som). Passo 2: Como a fonte se aproxima, a frequência percebida aumenta, então o denominador da fórmula deve ser v - v_s. Passo 3: Cálculo: v - v_s = 340 - 30 = 310 m/s. Depois, f' = 1000 × 340 / 310 = 1000 × 1,0968 ≈ 1097 Hz, que equivale a 1,10×10^3 Hz. Passo 4: Portanto a alternativa correta é a E, em concordância com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 900 Hz é menor que a frequência original, o que indicaria afastamento da fonte, contrariando o enunciado. B) 1000 Hz é a frequência emitida, mas o movimento da fonte altera a frequência percebida pelo ouvinte. C) 340 Hz é a velocidade do som, não uma frequência, e não resulta da fórmula. D) 1500 Hz exagera o efeito Doppler, pois a razão 340/310 é apenas cerca de 1,10, não 1,5.
💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência observada para fontes móveis.
Alternativa por alternativa
Provavelmente inverteu o sinal do efeito Doppler, tratando a aproximação como se fosse afastamento, e assim obteve uma frequência menor que a original (900 Hz).
Acredita que o movimento da fonte não altera a frequência percebida pelo ouvinte, confundindo a frequência emitida com a frequência observada.
Tomou a velocidade do som (340 m/s) como se fosse a frequência observada, sem aplicar a fórmula do efeito Doppler.
Aplicou a fórmula de forma errada, obtendo um fator de aumento de cerca de 1,5 em vez de aproximadamente 1,10, provavelmente por erro no cálculo da razão entre as velocidades.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler e aplicar a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
Aplicando f' = f·v/(v - v_s): f' = 1000·340/(340-30)=1000·340/310˜1,096.77 Hz ˜1,10×10^3 Hz. Unidades: Hz.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · cálculo de frequências
Revisar a fórmula do efeito Doppler para fontes móveis.
O aluno pode confundir a fórmula do efeito Doppler e aplicar a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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