Efeito DopplerProf Cleidson Venturine

Introdução

Considere dois observadores, O1 e O2, como mostrado na figura.

O observador O1 percebe o som emitido pela ambulância mais agudo do que ele é.

Por outro lado, o observador O2 irá perceber o som mais grave.

Efeito Doppler

Em outras palavras, o EFEITO DOPPLER refere-se à variação da freqüência notada por um observador quando a distância entre ele e uma fonte de ondas está aumentando ou diminuindo.

O Efeito Doppler também é valido para a luz.

Fórmula V é a velocidade do som Vf é a velocidade da

fonte Vo é a velocidade do

observador ff é a freqüência real

emitida pela fonte fo é a freqüência

aparente percebida pelo observador

Você deverá sempre escolher o sentido do observador para a fonte como positivo. O objeto que se mover no mesmo sentido da convenção terá a sua velocidade positiva, enquanto o que se mover contra esse sentido terá a sua velocidade negativa.

Exemplo 1(UFRS-RS) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo a seguir, na ordem em que elas aparecem.Os radares usados para a medida da velocidade dos automóveis em estradas têm como princípio de funcionamento o chamado efeito Doppler. O radar emite ondas eletromagnéticas que retornam a ele após serem refletidas no automóvel. A velocidade relativa entre o automóvel e o radar é determinada, então, a partir da diferença de ..... entre as ondas emitida e refletida. Em um radar estacionado à beira da estrada, a onda refletida por um automóvel que se aproxima apresenta ...... freqüência e ........ velocidade, comparativamente à onda emitida pelo radar.

a) velocidades - igual – maiorb) freqüências - menor – igualc) velocidades - menor – maiord) freqüências - maior – iguale) velocidades - igual – menor

Exemplo 2

(FUVEST-SP) Uma onda sonora considerada plana, proveniente de uma sirene em repouso, propaga-se no ar parado, na direção horizontal, com velocidade V igual a 330 m/s e comprimento de onda igual a 16,5 cm. Na região em que a onda está se propagando, um atleta corre, em uma pista horizontal, com velocidade U igual a 6,60 m/s, formando um ângulo de 60° com a direção de propagação da onda. O som que o atleta ouve tem freqüência aproximada de

a) 1960 Hzb) 1980 Hzc) 2000 Hzd) 2020 Hz e) 2040 Hz

Exemplo 3

(UFJF-MG) Um alarme de segurança, que está fixo, é acionado, produzindo um som com uma freqüência de 735 Hz. Considere a velocidade do som no ar como sendo de 343 m/s. Quando uma pessoa dirige um carro em direção ao  alarme e depois se afasta dele com a mesma velocidade, observa uma mudança na freqüência de 78,4 Hz.

a) A freqüência ouvida pela pessoa quando ela se aproxima da sirene, é maior ou menor do que ouviria se ela estivesse parada? Justifique.

b) Qual é o módulo da velocidade do carro?

Exemplo 4

(ITA-SP) Considere a velocidade máxima permitida nas estradas como sendo exatamente 80 km/h. A sirene de um posto rodoviário soa com uma freqüência de 700 Hz, enquanto um veículo de passeio e um policial rodoviário se aproximam emparelhados. O policial dispõe de um medidor de freqüências sonoras. Dada a velocidade do som, de 350 m/s,  eler deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir uma freqüência sonora de, no mínimo:

a) 656Hzb) 745Hzc) 655Hz d) 740Hze) 860Hz