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!
Quer seguir diretamente para alguma parte específica? Clique em algum dos tópicos abaixo:
- O que é Efeito Doppler?
- Exemplo explicado.
- Fórmula principal.
- Lista com 10 exercícios sobre Efeito Doppler!
- Gabarito dos exercícios sobre Efeito Doppler.
Quando você terminar os exercícios sobre Efeito Doppler, coloque em prática todo seu conhecimento com O Melhor Simulado Enem do Brasil!
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:
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.
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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.
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.
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.
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 –
- 885 Hz.
- 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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