UFRGS 2024 — questão 25 de Física
Enunciado em texto
A figura abaixo representa um carro movendo-se com velocidade constante e com a buzina tocando. Três observadores, O1, O2 e O3, parados nas calçadas, experenciam o efeito Doppler na frequência do som da buzina.
[Figura: vista de cima de uma rua com duas faixas separadas por uma linha amarela; na faixa de cima, uma seta pequena aponta para a esquerda; na de baixo, para a direita, e está pintado “80 km/h”. O carro está na faixa de cima, andando para a esquerda (uma seta preta grossa à frente dele aponta para a esquerda). O1 está na calçada de cima, bem à esquerda (à frente do carro); O3 está na calçada de cima, bem à direita (atrás do carro); O2 está na calçada de baixo, um pouco à esquerda do carro.]
Sendo f1, f2 e f3 as frequências percebidas pelos observadores O1, O2 e O3, respectivamente, assinale a alternativa que ordena corretamente as frequências, começando pela menor.
(A) f3 < f2 < f1.
(B) f1 < f2 < f3.
(C) f2 < f3 < f1.
(D) f3 < f1 < f2.
(E) f2 < f1 < f3.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2024, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: ordenar as frequências ouvidas pelos três observadores, da menor para a maior.
Passo 1 — a regra do Doppler. Quando a fonte se aproxima do observador, as frentes de onda chegam mais juntas e ele ouve frequência maior que a da buzina; quando a fonte se afasta, ouve frequência menor. O que conta é a parte da velocidade da fonte na direção da linha que a liga ao observador.
Passo 2 — cada observador.
• O1 está à frente do carro e quase na mesma linha do movimento: o carro vem praticamente direto para ele. Frequência maior que a da buzina, e a maior das três.
• O3 está atrás: o carro se afasta dele. Frequência menor que a da buzina.
• O2 ainda está à esquerda do carro, então o carro se aproxima dele, mas na diagonal: só uma parte da velocidade do carro aponta para O2. Frequência maior que a da buzina, porém menor que a de O1.
Conferindo: mesmo quem tratar O2 como estando “de lado” (sem aproximação, f2 igual à frequência da buzina) chega à mesma ordem.
⚠️ A armadilha: inverter a regra e achar que quem está à frente ouve o som mais grave, chegando a f1 < f2 < f3 (alternativa B). Fonte chegando é som mais agudo, como a sirene da ambulância que se aproxima.
A ideia em uma frase: fonte se aproximando, som mais agudo; se afastando, mais grave; e o efeito é maior quanto mais a fonte vem direto na direção do observador.
Resposta: alternativa A (f3 < f2 < f1).
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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