UEL 2014 — questão 54 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que o efeito Doppler muda no som percebido quando a sirene vem chegando.

Passo 1 — o que acontece com as frentes de onda. A sirene emite uma frente de onda, anda um pouco para a frente e emite a seguinte. À frente da ambulância, as frentes ficam mais juntas: o comprimento de onda percebido diminui.

Passo 2 — a frequência. A velocidade do som no ar não muda (depende do meio, não da fonte). Com $v$ fixo e $\lambda$ menor:

$$f = \frac{v}{\lambda} \;\Rightarrow\; f\ \text{aumenta}$$

O pedestre ouve um som mais agudo enquanto a ambulância se aproxima (e mais grave depois que ela passa). Pela fórmula do efeito Doppler, com fonte se aproximando a uma velocidade $v_F$ e observador parado:

$$f_{\text{ouvida}} = f\,\frac{v}{v - v_F} > f$$

Por que não as outras:

• (A) É o contrário: o comprimento de onda percebido diminui.

• (B) e (D) O som fica mais forte porque a ambulância está chegando mais perto, não por causa do efeito Doppler: o efeito Doppler é a mudança de frequência causada pelo movimento.

• (E) A velocidade do som depende do meio (o ar), não do movimento da fonte.

⚠️ A armadilha: a (D). É verdade que o som fica mais alto quando a ambulância se aproxima, e por isso a alternativa “soa” certa. Mas a pergunta é o que o efeito Doppler causa: mudança de altura (agudo/grave), isto é, de frequência.

A ideia em uma frase: fonte se aproximando: frentes de onda comprimidas, frequência maior, som mais agudo — com a mesma velocidade do som.

Resposta: alternativa C (aumento na frequência).