Sobre o tema
O efeito Doppler é um fenômeno ondulatório que descreve a mudança na frequência percebida de uma onda quando há movimento relativo entre a fonte e o observador. Em questões de física, especialmente combinadas com cinemática, é comum analisar situações em que a fonte sonora se move em trajetórias retilíneas, como no lançamento vertical. Neste problema do IME, uma fonte sonora é arremessada verticalmente para cima com velocidade inicial elevada. O observador está no ponto de lançamento. Para determinar a frequência ouvida após 10 segundos, é necessário considerar que o som leva um tempo para percorrer a distância entre a fonte e o observador. Assim, o som percebido no instante t=10 s foi emitido em um instante anterior, quando a fonte ainda subia. Isso resulta em uma frequência percebida menor que a frequência própria da fonte, pois a fonte se afasta do observador durante a emissão.
Tópicos relacionados
- Efeito Doppler em fontes móveis
- Lançamento vertical com gravidade constante
- Propagação do som e atraso temporal
- Velocidade relativa entre fonte e observador
- Equações horárias do movimento uniformemente variado
Enunciado
Uma fonte sonora de frequencia f_0 e arremessada verticalmente para cima, com velocidade inicial v_0 = 98 m/s, de um ponto da superfície terrestre no qual a aceleracao da gravidade e g = 9,8 m/s^2. Despreze a resistencia do ar e a variacao da aceleracao da gravidade com a altitude. A frequencia f percebida 10 segundos mais tarde por um observador estatico situado no local do arremesso e tal que:
Alternativas
- A)
0 < f < f_0
- B)
f = f_0
- C)
f_0 < f < 2*f_0
- D)
f = 2*f_0
- E)
f > 2*f_0
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Perguntas frequentes
O que é o efeito Doppler?
É a mudança na frequência de uma onda percebida por um observador quando há movimento relativo entre a fonte e o observador. Se a fonte se aproxima, a frequência aumenta; se se afasta, diminui.
Como calcular a altura máxima em um lançamento vertical?
Usando a equação de Torricelli: v² = v0² - 2gΔh. No ponto mais alto, v=0, então h_max = v0²/(2g).
Por que a frequência percebida pode ser menor que a emitida mesmo quando a fonte está momentaneamente parada?
Porque o som ouvido em um instante foi emitido em um instante anterior, quando a fonte ainda estava em movimento. A propagação sonora introduz um atraso temporal, e o som que chega ao observador foi emitido com a fonte se movendo.
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