Um carro buzina com frequência f = 500 Hz e avança em direção a um observador com velocidade v_s = 20 m·s^-1…
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 carro buzina com frequência f = 500 Hz e avança em direção a um observador com velocidade v_s = 20 m·s^-1. Considere velocidade do som v = 340 m·s^-1. Usando f' = f·v/(v - v_s), calcule a frequência observada f' (Hz).
- A) f' = 400 Hz
- B) f' = 450 Hz
- C) f' = 600 Hz
- D) f' ˜ 531 Hz.
- E) f' = 250 Hz
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: f = 500 Hz, v_s = 20 m/s (carro se aproximando) e v = 340 m/s. Como o carro se aproxima, o denominador é v - v_s e a frequência observada deve ser maior que 500 Hz. Passo 2: Calcule o denominador: 340 - 20 = 320 m/s. Passo 3: Calcule o numerador: f·v = 500 x 340 = 170000. Passo 4: Divida: f' = 170000 / 320 = 531,25 Hz, aproximadamente 531 Hz. Passo 5: Compare com o gabarito oficial: a alternativa D (aproximadamente 531 Hz) está correta e coincide com o gabarito. Por que as outras estão erradas: A) 400 Hz é menor que 500 Hz, o que indicaria afastamento do carro, e não aproximação. B) 450 Hz também é menor que a frequência emitida, cometendo o mesmo erro de sentido do efeito Doppler. C) 600 Hz é maior que o valor correto e normalmente surge de erro de cálculo, como usar 340 - 20 = 280 no denominador. E) 250 Hz é a metade da frequência emitida e não tem base na fórmula dada.
💡 Dica: Aplique a fórmula da frequência observada para resolver.
Alternativa por alternativa
Acredita que a frequência cai quando a fonte se aproxima, invertendo o sentido do efeito Doppler. Pode ter pensado que o som fica mais grave ao se aproximar.
Imagina que a frequência diminui ligeiramente na aproximação, subtraindo uma parcela de 500 Hz sem aplicar a fórmula corretamente.
Calcula mal o denominador, usando 340 - 20 = 280 em vez de 320, o que eleva o resultado para cerca de 607 Hz, arredondado para 600 Hz.
Por que engana: Confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
f' = 500·340/(340-20) = 170000/320 = 531,25 Hz ˜ 531 Hz.
Acredita que a frequência observada é a metade da emitida, talvez por confundir a fórmula com uma relação de divisão por dois.
Raio-X da questão
efeito Doppler
avaliacao
efeito Doppler · frequencia e velocidade do som
Revisar a fórmula do efeito Doppler para ondas sonoras.
Confundir a fórmula do efeito Doppler, aplicando a velocidade do som de forma incorreta, resultando em um valor de frequência errada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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