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Exercícios sobre Efeito Doppler

Esta lista de exercícios trata sobre o efeito Doppler, fenômeno relacionado à alteração da frequência de uma fonte em movimento percebida por um observador.

Questão 1

(FGV) Um carro trafega a 20 m/s em uma estrada reta. O carro se aproxima de uma pessoa, parada no acostamento, querendo atravessar a estrada. O motorista do carro, para alertá-la, toca a buzina, cujo som, por ele ouvido, tem 640 Hz. A frequência do som da buzina percebida pela pessoa parada é, aproximadamente,

Considere: a velocidade do som no ar é igual a 340 m/s e não há vento.

a) 760 Hz

b) 720 Hz

c) 640 Hz

d) 600 Hz

e) 680 Hz

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Questão 2

(UEA - AM) Um observador ouve o apito de um trem se aproximando e depois se afastando, conforme figuras 1 e 2.

(http://ww2.unime.it)

Sabendo que o apito do trem soa com frequência natural contínua, a frequência do apito ouvida pelo observador

a) aumenta na aproximação e permanece constante no afastamento do trem.

b) aumenta tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

c) é constante tanto na aproximação quanto no afastamento do trem.

d) aumenta na aproximação e diminui no afastamento do trem.

e) diminui na aproximação e aumenta no afastamento do trem.

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Questão 3

Ao cruzar um sinal vermelho, um motorista foi imediatamente parado por um policial. Ao justificar sua atitude errada, o motorista disse que por causa do efeito Doppler percebeu o sinal verde e não vermelho. Sabendo que as frequências das radiações monocromáticas vermelha e verde são, respectivamente, 4,5. 10 17 Hz e 6,0. 10 17 Hz, determine a velocidade que o motorista deveria estar para que sua justificativa pudesse ser verdadeira.

Adote a velocidade da luz como 3 . 108 m/s

a) 25. 10 7 km/h

b) 30. 10 7 km/h

c) 35. 10 7 km/h

d) 38. 10 7 km/h

e) 40. 10 7 km/h

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Questão 4

A comprovação experimental do efeito Doppler ocorreu em 1845, com o cientista Buys Ballot (1817 – 1890). Ballot verificou a alteração na percepção da frequência do som emitido por trompetistas que estavam em um vagão de trem. Marque a alternativa correta a respeito desse experimento.

a) Na aproximação, Ballot verificou sons mais graves.

b) No afastamento, Ballot verificou sons mais altos.

c) A alteração nas frequências produzida pelo efeito Doppler também foi observada pelos trompetistas.

d) Na aproximação, o som percebido é mais alto.

e) No afastamento, a frequência será maior que a frequência real emitida pelos trompetistas.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra E

Partindo da equação geral do efeito Doppler, podemos eliminar a velocidade do observador, pois ele se encontra parado na estrada. Como ocorre aproximação da fonte com o observador, o sinal para a velocidade relativa do som e da fonte será negativo, uma vez que os dois vetores estão direcionados para o observador. Dessa forma, teremos:

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Resposta Questão 2

Letra D

No efeito Doppler, a aproximação entre fonte e observador sempre fará com que este perceba ondas de maior frequência. No afastamento, o observador perceberá frequências menores que a frequência realmente emitida.

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Resposta Questão 3

Letra C

A frequência da luz verde será a frequência observada pelo motorista, e a frequência da luz vermelha será a frequência real emitida pela fonte. Sabendo que a fonte está em repouso, sua velocidade será nula. O sinal entre a velocidade da luz e a velocidade do observador deverá ser positivo, uma vez que este se aproxima da fonte luminosa. Sendo assim, teremos:

Para que a justificativa do motorista fosse real, ele deveria estar a aproximadamente 356 milhões de quilômetros por hora.

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Resposta Questão 4

Letra D

No efeito Doppler, a aproximação entre fonte e observador sempre fará com que este perceba ondas de maior frequência. No afastamento, o observador perceberá frequências menores que a frequência realmente emitida. A altura é uma característica do som relacionada à frequência, portanto, na aproximação, o som percebido terá maior frequência e, por isso, será um som mais alto.

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