Santa Marcelina 2013 (2º semestre) — questão 51 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a frequência que o observador parado ouve quando a ambulância vem na direção dele.

Passo 1 — a velocidade da fonte no SI:

$$v_F = \frac{126}{3{,}6} = 35\ \text{m/s}$$

Passo 2 — efeito Doppler. Com a fonte se aproximando e o observador parado, as frentes de onda chegam “comprimidas”, e a frequência ouvida, $f_o$, é maior que a emitida, $f$:

$$f_o = f\,\frac{v}{v - v_F}$$

$$f_o = 900 \times \frac{340}{340 - 35}$$

$$f_o = 900 \times \frac{340}{305} \approx 1\,003\ \text{Hz}$$

Isso é cerca de 1,0 kHz.

⚠️ A armadilha: usar 126 direto, sem converter para m/s: $900 \times 340/(340 - 126) \approx 1\,430$ Hz, perto de 1,3 ou 1,5 kHz (alternativas D e A). Também não se troca o sinal: na aproximação, o denominador é $v - v_F$ e a frequência aumenta, mas só um pouco, porque 35 m/s é pequeno perto de 340 m/s.

A ideia em uma frase: fonte se aproximando: a frequência ouvida é f·v/(v − v_F), com todas as velocidades em m/s.

Resposta: alternativa E (cerca de 1,0 kHz).