Lição de casa da aula: Variações de Frequência Devido ao Efeito Doppler Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a determinar as frequências das ondas sonoras medidas pelos observadores em movimento em relação às fontes sonoras.

Questão 1

Ondas de som a propagar a 343 m/s são emitidas de um martelo pneumático utilizado num zona em manutenção de uma estrada. Um carro numa estrada move-se em direção ao martelo pneumático a 24 m/s. A frequência das ondas de som do martelo pneumático percebidas pelo condutor do carro é de 972 Hz. Qual é a frequência da vibração do martelo pneumático? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Questão 2

Ondas sonoras com uma frequência de 1,86 kHz são emitidas por um homem que grita para um ciclista a passar. O ciclista move-se a 11 m/s do homem. As ondas sonoras propagam-se a 343 m/s. Qual é a frequência das ondas sonoras do homem percebidas pelo ciclista? Apresente a resposta com duas casas decimais.

Questão 3

Uma onda é emitida de uma fonte que se move em relação a um observador estacionário a uma velocidade 𝑣, em que um valor positivo de 𝑣 corresponde ao movimento da fonte em direção ao observador. A onda propaga-se com uma velocidade 𝑣. Qual das fórmulas seguintes relaciona corretamente a frequência 𝑓, medida na fonte sonora, e a frequência 𝑓 da onda medida pelo observador?

  • A𝑓=𝑓𝑣(𝑣+𝑣)
  • B𝑓=𝑓𝑣(𝑣𝑣)
  • C𝑓=𝑓(𝑣𝑣)(𝑣+𝑣)
  • D𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)(𝑣𝑣)

Questão 4

Uma onda é emitida a partir de uma fonte estacionária e propaga-se com uma velocidade 𝑣. Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente a frequência 𝑓, medida na fonte sonora, e a frequência 𝑓 da onda medida por um observador a mover-se em relação à fonte a uma velocidade 𝑣, em que o valor positivo de 𝑣 corresponde ao movimento do observador em direção à fonte?

  • A𝑓=𝑓(𝑣𝑣)𝑣
  • B𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)(𝑣𝑣)
  • C𝑓=𝑓(𝑣𝑣)(𝑣+𝑣)
  • D𝑓=𝑓(𝑣+𝑣)𝑣

Questão 5

Um alarme de incêndio ativado em um andar de um edifício em que está ocorrendo uma simulação de incêndio emite ondas sonoras que se propagam a 343 m/s. Uma pessoa que sai do prédio acidentalmente deixa o telefone cair pelas escadas durante uma conversa e o ouvinte ouve o alarme de incêndio no instante em que o telefone atinge o chão como tendo uma frequência de 12,3 kHz. O telefone cai do chão do prédio onde o alarme está ativo e atinge o chão, percorrendo a 18 m/s. Qual é a frequência do alarme? Dê a sua resposta para uma casa decimal.

Questão 6

Ondas sonoras com uma frequência de 2,25 kHz são emitidas de uma coluna utilizada num sistema de som num evento de automobilismo. Um carro que participa numa corrida move-se em direção à coluna a 33 m/s. As ondas sonoras propagam-se a 343 m/s. Qual é a frequência das ondas sonoras da coluna ouvidas pelo condutor do carro? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Questão 7

Duas aeronaves estão a viajar no mesmo sentido, com a aeronave da frente na mesma linha da aeronave da trás, como se apresenta no diagrama. O diagrama não está desenhado à escala. A aeronave da frente viaja a 288 m/s. A frequência das ondas sonoras da aeronave de trás captada pela da frente é 1,11 vezes a frequência das ondas sonoras da aeronave de trás captada por esta. As ondas sonoras no ar entre as duas aeronaves propaga-se a 350 m/s. Qual é a velocidade da aeronave de trás?

Questão 8

Um viajante na plataforma de uma estação de comboios ouve um comboio a aproximar-se. O comboio produz um som com uma frequência de 7,44 kHz, a qual o viajante escuta como uma frequência de 6,98 kHz. As ondas sonoras vindas do comboio propagam-se a 344 m/s. A que velocidade está o comboio a aproximar-se da plataforma?

Questão 9

Um trabalhador de um aeroporto ouve o aterrar de um avião, com os seus motores a emitir ondas sonoras com uma frequência de 444 Hz à medida que se aproxima do trabalhador a uma velocidade de 45,5 m/s. As ondas sonoras propagam-se a 341 m/s.

Qual é a frequência do som recebido pelo trabalhador emitido do avião? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Qual é a frequência do som recebido por outro trabalhador emitido do avião, assumindo que o outro trabalhador está no lado oposto do avião em relação ao primeiro trabalhador e que o avião se move ao longo de uma linha reta que interseta ambos os trabalhadores? Apresente a resposta com três algarismos significativos.

Questão 10

Um desportista de bungee jumping salta de uma ponte e, em seguida, eleva-se a até ela devido à contração da corda elástica. O desportista percepciona os aplausos de observadores na ponte como tendo uma frequência de 3,21 kHz num instante 𝑡. Os observadores percepcionam a frequência dos seus aplausos como sendo de 3,19 kHz. O som dos aplausos propaga-se a 343 m/s. Qual é a velocidade na qual o desportista se move no instante 𝑡?

Esta lição inclui 7 perguntas adicionais para assinantes.

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