Exercício Resolvido de Acústica
publicidade   



Um homem anda paralelamente a uma linha férrea com velocidade de 1,5 m/s, um trem se desloca em sua direção com velocidade de 20 m/s. O homem ouve o apito do trem com frequência de 683 Hz. A velocidade do som no ar igual a 340 m/s. Qual a frequência do apito emitido pelo trem?


Dados do problema:
  • Velocidade da fonte:    vf = −20 m/s;
  • Velocidade do observador:    vo = 1,5 m/s;
  • Frequência ouvida pelo observador:    fo = 683 Hz;
  • Velocidade do som no ar:    v = 340 m/s.
Esquema do problema:

Figura 1

Adotando-se um sistema de referência orientado do observador (homem) para a fonte sonora (trem), temos o homem com velocidade positiva, vo > 0, e a velocidade do trem é negativa, vf < 0 (Figura 1).

Solução

Devido ao movimento relativo entre o observador e a fonte sonora a frequência ouvida pelo homem será diferente da frequência emitida pelo apito do trem, o Efeito Doppler é dado por
\[ \begin{gather} \bbox[#99CCFF,10px] {f_{o}=f_{f}\left(\frac{v+v_{o}}{v+v_{f}}\right)} \end{gather} \]
\[ \begin{gather} 683=f_{f}\left(\frac{340+1,5}{340-20}\right)\\[5pt] f_{f}=683.\left(\frac{320}{341,5}\right) \end{gather} \]
\[ \begin{gather} \bbox[#FFCCCC,10px] {f_{f}=640\;\text{Hz}} \end{gather} \]
publicidade   

Licença Creative Commons
Fisicaexe - Exercícios Resolvidos de Física de Elcio Brandani Mondadori está licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição-NãoComercial-Compartilha Igual 4.0 Internacional .