Santa Marcelina 2018 — questão 58 de Física

Gabarito DOndas — efeito Doppler: quando a frequência aparente aumentaProcesso Seletivo Medicina · 1º semestre · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 58 de Física do Santa Marcelina 2018

Enunciado em texto

No efeito Doppler do som, a frequência real do som (f) de uma fonte sonora muda, para um observador O, se a velocidade relativa entre a fonte F e o observador é diferente de zero. A frequência aparente (f′) pode ser obtida pela fórmula f′=f⋅(v±vOv±vF)f' = f\cdot\left(\frac{v \pm v_O}{v \pm v_F}\right), sendo v a velocidade do som em relação ao observador, e vov_o e vFv_F as velocidades do observador e da fonte, respectivamente. O sinal que precede vov_o e vFv_F é definido de acordo com uma direção orientada do observador para a fonte, como mostra a figura.

[Figura: eixo horizontal orientado para a direita, com o observador O à esquerda e a fonte F à direita. Sobre O, uma seta para a esquerda marcada −vO-v_O e uma seta para a direita marcada +vO+v_O; sobre F, uma seta para a esquerda marcada −vF-v_F e uma seta para a direita marcada +vF+v_F.]

De acordo com a fórmula, é correto afirmar que a frequência aparente (f′) é

(A) maior que a frequência real quando o observador se afasta da fonte.

(B) igual à frequência real quando a fonte viaja à velocidade do som.

(C) maior que a frequência real quando a fonte se afasta do observador.

(D) maior que a frequência real quando o observador se aproxima da fonte.

(E) menor que a frequência real quando a fonte se aproxima do observador.

(Enunciado e figura: Vestibular Santa Marcelina 2018 (1º semestre) — FASM/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade Santa Marcelina (FASM) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: qual frase sobre a frequência aparente está de acordo com a fórmula do efeito Doppler.

Passo 1 — a regra de sinais. O eixo vai do observador para a fonte. O observador indo para a direita (+vO+v_O) se aproxima da fonte e aumenta o numerador; a fonte indo para a direita (+vF+v_F) se afasta do observador e aumenta o denominador.

Passo 2 — julgando.

(A) Observador se afastando: v−vOv - v_O no numerador, menor que v: f′ < f. Falsa.

(B) Fonte se aproximando à velocidade do som: denominador v−v=0v - v = 0, a fórmula “explode” (é a barreira do som). Não dá f′ = f. Falsa.

(C) Fonte se afastando: v+vFv + v_F no denominador, maior que v: f′ < f. Falsa.

(D) Observador se aproximando: v+vOv + v_O no numerador, maior que v: f′ > f. Verdadeira.

(E) Fonte se aproximando: v−vFv - v_F no denominador, menor que v: f′ > f, não menor. Falsa.

⚠️ A armadilha: se perder nos sinais. O jeito seguro é lembrar o resultado físico: aproximação (de quem quer que seja) deixa o som mais agudo, f′ > f; afastamento deixa mais grave, f′ < f.

A ideia em uma frase: no efeito Doppler, aproximação aumenta a frequência percebida e afastamento diminui.

Resposta: alternativa D (maior que a real quando o observador se aproxima da fonte).

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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