Sobre o tema
Esta questão do ITA 2022 aborda o efeito Doppler acústico em uma situação onde uma das fontes sonoras realiza movimento harmônico simples (MHS) ao longo da reta que a une a um observador. O fenômeno resulta em uma frequência percebida que varia periodicamente, dependendo da velocidade instantânea da fonte. A partir dos intervalos acústicos (razões entre as frequências dos dois sons) observados, é possível determinar a relação entre as frequências próprias das fontes e também a relação entre a amplitude, a frequência do MHS e a velocidade do som. O problema integra conceitos de ondas e oscilações, exigindo compreensão do efeito Doppler para fontes em movimento não uniforme e das características do movimento harmônico simples, especialmente a velocidade máxima.
Tópicos relacionados
- Efeito Doppler com fonte em movimento
- Movimento harmônico simples e velocidade máxima
- Razão de frequências observadas
- Frequência percebida e velocidade da fonte
- Cinemática do MHS aplicada à acústica
Enunciado
Questao 3. As fontes F e F contem duas buzinas que geram ruidos de frequencias proprias f e f
1 2 1 2
(f > f ), respectivamente. A fonte F mantem-se em repouso, enquanto a fonte F realiza um movimento
2 1 1 2
harmonico simples de frequencia f e amplitude A ao longo da reta que une os dois corpos. Um observador
m
vizinho a F registra um intervalo acu´stico entre os dois sons captados que varia de 5/4 ate 3/2. Considere
o tempo de propagacao do som desprezivel. Com base nas informacoes fornecidas, determine:
(a) o intervalo acu´stico entre f e f ;
1 2
(b) a relacao entre f , A e a velocidade do som v .
m 0
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Perguntas frequentes
Como o efeito Doppler se aplica a uma fonte em movimento harmônico simples?
Quando a fonte oscila em MHS, sua velocidade varia senoidalmente. A frequência percebida pelo observador é máxima quando a fonte se aproxima com velocidade máxima e mínima quando se afasta com velocidade máxima.
Qual é a expressão para a velocidade máxima de uma fonte em MHS?
A velocidade máxima (v_max) em um MHS é dada por v_max = ωA = 2πf_m A, onde A é a amplitude e f_m é a frequência do movimento.
Como calcular a frequência observada no efeito Doppler para uma fonte em movimento?
Para fonte em movimento e observador parado, a frequência observada é f_obs = f_fonte * v_som / (v_som ± v_fonte), com sinal negativo para aproximação e positivo para afastamento.
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