Simulação do Efeito Doppler. Fonte: Wikipedia |
As frentes de onda, quando estão se aproximando, chegam mais compactadas, fazendo com que se perceba um ruído mais agudo, e quando se afastam, chegam mais espaçadas, e aí percebemos um ruído mais grave.
Parte matemática
A explicação do efeito é relativamente simples. O que é um pouquinho complicado de entender é quando entramos na parte dos cálculos, para determinar o valor das frequências no caso em que somente a fonte sonora ou somente o ouvinte se movimenta, ou no caso mais difícil, quando ambos, fonte e ouvinte se movimentam. A fórmula geral é esta:
Em que:
Fo = Frequência percebida pelo ouvinte
Ff = Frequência da fonte sonora
V = Velocidade do som
Vo = Velocidade do ouvinte
Vf = Velocidade da fonte sonora
Os sinais de + ou de - da fórmula devem ser escolhidos seguindo uma convenção em que se considera a orientação positiva SEMPRE no sentido do ouvinte para a fonte sonora.
Uma boa questão
Recentemente fiz uma prova do Governo do Estado de São Paulo, elaborada pela Vunesp, que serve como parte do processo de Promoção por Mérito do Magistério Paulista.
Uma das questões envolvia o Efeito Doppler. Veja:
Vou mostrar aqui minha solução.
Considere duas situações:
Situação 1)
Móvel (fonte sonora) F se aproximando do Caminhão (ouvinte) O:
Neste caso, como comentei acima, a orientação positiva é adotada no sentido da direita para a esquerda da figura abaixo, isto é, do caminhão para o móvel. (SEMPRE do ouvinte para a fonte)
Sabendo que 72 km/h corresponde a 20 m/s, a fórmula fica:
Situação 2)
Móvel (fonte sonora) F se afastando do Caminhão (ouvinte) O:
A orientação positiva é agora adotada no sentido da esquerda para a direita na figura. (SEMPRE do ouvinte para a fonte)
Como a questão informa que neste caso a frequência percebida pelo ouvinte (Fo) é a metade da frequência da situação 1, a fórmula fica:
Dividindo-se a (Equação 1) pela (Equação 2), obtêm-se:
Assim sendo, a alternativa correta da questão é a (E).
Fontes:
Física, Ciência e Tecnologia. Vol 2. Editora Moderna