ENEM 2016 — questão 46 de Física
Enunciado em texto
Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante f_A. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em função do tempo f_O(t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.
[Figura: frentes de onda circulares comprimidas à frente da ambulância A e espaçadas atrás; o observador O está à direita.]
Qual esboço gráfico representa a frequência f_O(t) detectada pelo observador?
[Cinco gráficos de f_O(t) × t, com a linha tracejada de f_A marcada. A alternativa D mostra um patamar acima de f_A, uma queda e um patamar abaixo de f_A.]
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
A situação: a ambulância se aproxima do observador, passa por ele e depois se afasta. O gráfico pedido é da frequência detectada ao longo do tempo.
Passo 1 — o que o efeito Doppler faz em cada trecho.
• Aproximando: as frentes de onda se comprimem à frente da fonte ⇒ (som mais agudo);
• Afastando: as frentes se espaçam ⇒ (som mais grave).
Passo 2 — o detalhe que decide, e que quase todo mundo erra. Enquanto a ambulância se aproxima em movimento retilíneo e uniforme, a frequência percebida é constante — e não crescente. A fórmula
só depende das velocidades, não da distância. Como a velocidade é constante, é constante.
Passo 3 — a transição. Ao passar pelo observador, a componente da velocidade na direção dele inverte de sinal. A frequência cai de um patamar alto para um patamar baixo, e a queda é rápida mas contínua (a componente radial varia suavemente na passagem).
O gráfico correto: patamar acima de → queda → patamar abaixo de . É a alternativa D.
Por que as outras caem:
• A (oscilante): frequência subindo e descendo várias vezes exigiria a ambulância indo e voltando.
• B (pico): sobe e volta ao valor original — descreveria uma fonte que se aproxima e depois para.
• C (sobe): inverte o sentido — teria a frequência aumentando depois da passagem.
• E (constante em ): é o gráfico de não haver efeito Doppler.
O detalhe que confirma a D e derruba a C: o som fica mais agudo na chegada e mais grave na saída. Todo mundo já ouviu isso numa sirene — e o gráfico tem de começar em cima.
A ideia em uma frase: velocidade constante dá frequência percebida constante; o que muda na passagem é o sinal da aproximação, não o valor da velocidade.
Resposta: alternativa D.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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