Atividade: Efeito Doppler

Nesta atividade, nós vamos praticar a explicar as causas do efeito do movimento e observar as ondas pelas medidas das frequências das ondas.

Q1:

Os gráficos mostram a mudança na freqüência com o tempo do som da buzina de um carro em movimento rápido que é ouvido por uma pessoa caminhando lentamente ao lado da estrada quando o carro se aproxima e os passa. Quais dos gráficos (A), (B), (C) e (D) mostram mais corretamente as alterações na freqüência que o pedestre ouve?

  • A(C)
  • B(A)
  • C(D)
  • D(B)

Q2:

Um fogo de artifício é configurado para ser lançado horizontalmente em uma exibição de fogos de artifício. À medida que o fusível do fogo de artifício queima, ele emite ondas sonoras com frequência de 100 Hz e um comprimento de onda de 3 m. Quando o foguete é lançado, ele acelera em um tempo insignificante a uma velocidade constante de 225 m/s e continua a emitir ondas sonoras com a mesma frequência e comprimento de onda de antes do lançamento, como mostrado no diagrama. Um desavisado entra acidentalmente na área de exibição de fogos de artifício e o fogo de artifício viaja diretamente em direção a ele. A pessoa não está se movendo.

De acordo com a pessoa, a que velocidade as frentes de onda emitidas do foguete antes de ele ser lançado viajam?

De acordo com a pessoa, a que velocidade as frentes de onda emitidas pelo foguete voador viajam antes que o foguete atinja o ponto em que a pessoa está?

A pessoa consegue se esquivar e evitar ser atingida pelo fogo de artifício, que então se afasta diretamente da pessoa. De acordo com a pessoa, a que velocidade as frentes de onda emitidas do foguete depois que passam pela pessoa viajam?

Qual é a frequência do som do fogo de artifício que se aproxima, ouvida pela pessoa?

Qual é a frequência do som do fogo de artifício recuado como ouvido pela pessoa?

Q3:

Qual das seguintes combinações de movimento de uma fonte de ondas sonoras e um observador de ondas sonoras produz o maior desvio Doppler da freqüência da onda medida pelo observador?

  • AUm observador se move em direção a uma fonte estacionária de ondas sonoras em 30 m/s.
  • BUma fonte de ondas sonoras se move em direção a um observador estacionário em 25 m/s.
  • CUma fonte de ondas sonoras se move a 15 m/s em direção a um observador se movendo na direção oposta à fonte de ondas sonoras em 20 m/s.
  • DUma fonte de ondas sonoras se move 20 m/s longe de um observador se movendo na direção oposta à fonte de ondas sonoras em 20 m/s.
  • EUma fonte de ondas sonoras se move 30 m/s na mesma direção que um observador se movendo em 20 m/s.

Q4:

Qual das seguintes combinações de movimento de uma fonte de ondas sonoras e de um observador de ondas sonoras não faz com que o observador meça uma frequência diferente da onda sonora para a frequência da onda sonora medida na fonte? Suponha que todo movimento de fontes de ondas sonoras e observadores estejam na mesma velocidade.

  • AUm observador se move em direção a uma fonte estacionária de ondas sonoras.
  • BUma fonte de ondas sonoras se move em direção a um observador estacionário.
  • CUma fonte de ondas sonoras se move em direção a um observador que se move na direção oposta à fonte de ondas sonoras.
  • DUma fonte de ondas sonoras se move na mesma direção que um observador em movimento.
  • EUma fonte de ondas sonoras se afasta de um observador que se move na direção oposta à fonte de ondas sonoras.

Q5:

Qual das seguintes afirmações é uma descrição correta do desvio Doppler?

  • AO desvio Doppler é a aparente mudança na direção das ondas, dependendo de como a fonte das ondas se move em comparação com um observador das ondas.
  • BO desvio Doppler é a aparente mudança na amplitude das ondas, dependendo de como a fonte das ondas se move em comparação com um observador das ondas.
  • CO desvio Doppler é o movimento de uma fonte de ondas sonoras devido à força de reação produzida pelas ondas quando elas são emitidas.
  • DO desvio Doppler é a aparente mudança na frequência das ondas, dependendo de como a fonte das ondas se move em comparação com um observador das ondas.

Q6:

As ondas sonoras são produzidas pela pessoa A, que se move a uma velocidade 𝑠 em direção a uma segunda pessoa, a pessoa B. A pessoa B está se movendo em direção à pessoa A em uma velocidade 𝑠 , onde 𝑠 é menor que 𝑠 . Qual pessoa percebe as ondas sonoras produzidas pela pessoa A como tendo maior frequência?

  • AAmbas as pessoas percebem a mesma frequência.
  • BPessoa A
  • CPessoa B

Q7:

As ondas sonoras são produzidas por uma pessoa que está se movendo em linha reta a uma velocidade constante. Como a freqüência percebida 𝑓 das ondas sonoras para um observador estacionário que a pessoa está se afastando de comparar com a frequência percebida 𝑓 das ondas sonoras para a pessoa em movimento?

  • A 𝑓 = 𝑓
  • B 𝑓 > 𝑓
  • C 𝑓 < 𝑓

Q8:

Um observador escuta uma motocicleta que se move a uma velocidade uniforme em um círculo, partindo do ponto 𝐴 , em seguida, movendo-se para 𝐵 , então 𝐶 , então 𝐷 , e depois de volta para 𝐴 , como mostrado no diagrama.

Onde no círculo a frequência média do som ouvida pelo observador é a mais alta?

  • ADe 𝐶 a 𝐷
  • BDe 𝐵 a 𝐶
  • CDe 𝐷 a 𝐴
  • DDe 𝐴 a 𝐵

Onde no círculo a frequência média do som ouvida pelo observador é a menor?

  • ADe 𝐷 a 𝐴
  • BDe 𝐶 a 𝐷
  • CDe 𝐴 a 𝐵
  • DDe 𝐵 a 𝐶

Entre quais dois pares de pontos estão as frequências médias do som ouvido pelo observador iguais?

  • A 𝐴 a 𝐵 e 𝐶 a 𝐷
  • B 𝐵 a 𝐶 e 𝐶 a 𝐷
  • C 𝐶 a 𝐷 e 𝐷 a 𝐴
  • D 𝐴 a 𝐵 e 𝐷 a 𝐴
  • E 𝐴 a 𝐵 e 𝐵 a 𝐶

Q9:

As ondas sonoras são produzidas por uma pessoa que está se movendo em linha reta a uma velocidade constante. Como a freqüência percebida 𝑓 das ondas sonoras a um observador estacionário sendo abordado pela pessoa em comparação com a frequência percebida 𝑓 das ondas sonoras para a pessoa em movimento?

  • A 𝑓 = 𝑓
  • B 𝑓 < 𝑓
  • C 𝑓 > 𝑓

Q10:

Uma pessoa move-se em direção a uma fonte de ondas de som, como se mostra no diagrama. A fonte de som começa a emitir um som no mesmo instante em que a pessoa se começa a deslocar. O som da fonte move-se uma distância igual ao comprimento de onda da onda sonora num intervalo de tempo 𝑡 . Quantas frentes de onda da fonte de som a pessoa terá alcançado ou passado no instante em que esta se tiver movido do seu ponto inicial até ao ponto P?

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