Física

Os 10 melhores exercícios sobre Efeito Doppler com Gabarito!

Entenda o que é o Efeito Doppler e veja 10 exercícios com gabarito!Entenda o que é o Efeito Doppler e veja 10 exercícios com gabarito!

O Efeito Doppler é um dos principais fenômenos ondulatórios, mas é só uma impressão. Ele não é um fenômeno físico concreto, pois as propriedades da onda não mudam. Acontece quando a velocidade (do ouvinte ou do emissor) faz a onda chegar em menos tempo, dando a impressão de mudança no período e na frequência. Leia o resumo e resolva os exercícios sobre Efeito Doppler!

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O que é Efeito Doppler?

O Efeito Doppler é um dos principais fenômenos ondulatórios (mudanças de comportamento que uma onda pode ter quando se depara com algum tipo de obstáculo). 

Como o próprio nome diz, ele é apenas um efeito, uma impressão. Não é um fenômeno físico concreto, afinal, as propriedades da onda não mudam. É só a nossa percepção que entende algo diferente.

Quando corremos em direção à uma fonte emissora de ondas, alcançamos as frentes de onda em um tempo mais curto do que se estivéssemos parados. Surge a impressão de que o período diminuiu, ou seja, sua frequência aumentou e ficou “mais agudo”.

O contrário também acontece: quando nos afastamos de uma fonte de onda, alcançamos as frentes de onda em um tempo maior do que se estivéssemos parados. Surge a impressão de que o período aumentou, ou seja, a frequência diminuiu e ficou “mais grave”.

Exemplo do Efeito Doppler

Para explicar esse efeito, vamos dar um exemplo clássico: as ambulâncias:

Você está na rua parado na calçada tomando um sorvete. Começa a escutar um barulho de ambulância lá longe, mas não é um som em alto volume e nem agudo demais. 

Você continua parado, mas o sinal abre e a ambulância vem correndo na sua direção. Então, o som começa a te irritar, porque o som tem um volume maior e também é mais agudo.

Ser agudo ou grave é uma característica que depende da frequência, que varia conforme a fonte emissora. Portanto, é de se esperar que o volume mude, mas a frequência deveria permanecer a mesma já que a fonte continua sendo a mesma.

Assim, essa sensação de agudeza é apenas um efeito aparente, o Efeito Doppler.

Como é a Fórmula do Efeito Doppler?

A fórmula para resolvermos exercícios de Efeito Doppler quando falamos do ponto de vista do observador é:

fórmula do efeito doppler

Em que:

  • Fa = Frequência aparente (percepção do observador).
  • F = Frequência real da fonte.
  • V = Velocidade do som.
  • V0 = Velocidade do observador.
  • Vf = Velocidade da fonte.

Mas tome muito cuidado!

Não caia nas pegadinhas do jogo de sinais… Eles podem ser positivos ou negativos, aparecer no denominador ou numerador. 

Saiba que usamos o sinal negativo quando os sentidos forem inversos. Já o positivo é para quando a trajetória seguir uma mesma direção tanto para o observador quanto para a fonte sonora.

sinais da formula do efeito doppler e situaçoes possiveis

Os 10 exercícios sobre Efeito Doppler!

Esperamos que, com esse resumo, tudo tenha ficado mais claro para você. 

Obrigado por ter lido até aqui!

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Questão 1- 

Um trem parte de uma estação com o seu apito ligado, que emite um som com frequência de 940 Hz. Enquanto ele afasta-se, uma pessoa parada percebe esse som com uma frequência de 900 Hz. Sendo a velocidade do som no ar igual a 340 m/s, calcule a velocidade do trem ao passar pela estação.

Questão 2- (EFEI-MG

Uma pessoa parada na beira de uma estrada vê um automóvel aproximar-se com velocidade 0,1 da velocidade do som no ar. O automóvel está buzinando, e a sua buzina, por especificação do fabricante, emite um som puro de 990 Hz.

O som ouvido pelo observador terá uma frequência de:

a) 900 Hz.

b) 1 100 Hz.

c) 1 000 Hz.

d) 99 Hz.

e) Não é possível calcular por não ter sido dada a velocidade do som no ar.

  • Você já fez 20% dos exercícios sobre Efeito Doppler. Continue assim!

Questão 3-  

Uma pessoa está sentada em uma praça quando se aproxima um carro de polícia com velocidade de 80 km/h. A sirene do carro está ligada e emite um som de frequência de 800 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é 340 m/s, calcule:

a) a frequência aparente percebida pelo observador.

b) o comprimento de onda percebido pelo observador.

Questão 4- (PUCCAMP-SP

Um professor lê o seu jornal sentado no banco de uma praça e, atento às ondas sonoras, analisa três eventos:

I – O alarme de um carro dispara quando o proprietário abre a tampa do porta-malas.

II – Uma ambulância se aproxima da praça com a sirene ligada.

III – Um mau motorista, impaciente, após passar pela praça, afasta-se com a buzina permanentemente ligada.

O professor percebe o efeito Doppler apenas:

a) no evento I, com frequência sonora invariável.

b) nos eventos I e II, com diminuição da frequência.

c) nos eventos I e III, com aumento da frequência.

d) nos eventos II e III, com diminuição da frequência em II e aumento em III.

e) nos eventos II e III, com aumento da frequência em II e diminuição em III.

Questão 5- (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.

  • Muito bem! Você chegou à metade dos exercícios de Efeito Doppler. Continue fazendo o restante.

Questão 6- (UEA – AM

Um observador ouve o apito de um trem se aproximando e depois se afastando, conforme figuras 1 e 2.

uea am Um observador ouve o apito de um trem se aproximando e depois se afastando, conforme figuras 1 e 2

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.

Questão 7-

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.

Questão 8- (ITA

Considere a velocidade máxima permitida nas estradas como sendo exatamente 80 km/h. A sirene de um posto rodoviário soa com uma frequência de 700 Hz, enquanto um veículo de passeio e um policial rodoviário se aproximam emparelhados. O policial dispõe de um medidor de frequências sonoras.

Dada a velocidade do som, de 350 m/s, ele deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir uma frequência sonora de, no mínimo:

a) 656 Hz.

b) 745 Hz.

c) 655 Hz.

d) 740 Hz.

e) 860 Hz.

  • Ufa! Agora só faltam mais dois exercícios sobre Efeito Doppler!

Questão 9- (UDESC 2009)

Em 1997, durante o exercício militar Mistral I, os aviões Mirage III-E da Força Aérea Brasileira conseguiram ótimos resultados contra os aviões Mirage 2000-C franceses, usando a manobra Doppler-notch . Esta manobra é utilizada para impedir a detecção de aviões por radares que usam o efeito Doppler (radares Pulso-Doppler). Ela consiste em mover o avião alvo a 90 do feixe eletromagnético emitido por este tipo de radar, conforme ilustrado no esquema abaixo.

udec 2009 Em 1997, durante o exercício militar Mistral I, os aviões Mirage IIIE da Força Aérea Brasileira

Quando o avião B se move a 90º do feixe eletromagnético, o radar Pulso-Doppler do avião A não consegue determinar a diferença de freqüência entre o feixe emitido e o feixe refletido porque:

a) há movimento do avião B na direção do feixe.

b) não há movimento do avião B na direção do feixe.

c) a velocidade do avião B aumenta bruscamente.

d) a velocidade do avião B diminui bruscamente.

e) não há feixe refletido no avião B.

Questão 10- (Fuvest

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.

fuvest 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 ms 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 frequência aproximada de:

a) 1960 Hz.

b) 1980 Hz.

c)  2000 Hz.

d) 2020 Hz.

e) 2040 Hz.

  • Parabéns, você fez todos os exercícios sobre Efeito Doppler. Confira agora o Gabarito:

Gabarito dos exercícios de Efeito Doppler

Exercício resolvido da questão 1 –

Resposta: 15,1 m/s.

Exercício resolvido da questão 2 –

Alternativa correta: b) 1 100 Hz.

Exercício resolvido da questão 3 –

  1. 885 Hz.
  2. 0,4 m.

Exercício resolvido da questão 4 –

Alternativa correta: e) nos eventos II e III, com aumento da frequência em II e diminuição em III.

Exercício resolvido da questão 5 –

Alternativa correta: e) 680 Hz.

Exercício resolvido da questão 6 –

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

Exercício resolvido da questão 7 –

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

Exercício resolvido da questão 8 –

Alternativa correta: b) 745 Hz.

Exercício resolvido da questão 9 –

Alternativa correta: b) não há movimento do avião B na direção do feixe.

Exercício resolvido da questão 10 –

Alternativa correta: b) 1980 Hz.

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