Efeito Doppler: O efeito Doppler é um efeito muito estudado na física, essencialmente no estudo das ondas sonoras. Quando uma fonte (de frequência conhecida) e um observador têm certa velocidade relativa, há uma variação na frequência percebida. Um exemplo disso é quando uma ambulância passa por nós na rua. Percebe-­‐se um aumento de frequência na aproximação (som mais rapidamente repetido) e um decaimento dessa frequência no afastamento (repetições mais demoradas). Equacionando esse efeito, os cientistas encontraram uma fórmula que dá a frequência percebida (aparente) do observador em função das velocidades da fonte e do observador na direção envolvida. 𝒇 = 𝒇𝟎
𝒗𝒔 + 𝒗𝒐
𝒗𝒔 + 𝒗𝒇
vs : velocidade do som vo : velocidade do observador vf : velocidade da fonte A convenção dos sinais para vo e vf vem com a orientação observador-­‐fonte sendo positiva, isto é, o observador na direção dada em sentido à fonte tem sua velocidade vo positiva. Já a fonte, caso vá no sentido do observador (contrária à orientada), tem sua velocidade vf negativa. Veja duas questões exemplos: (ITA) Um pesquisador percebe que a frequência de uma nota emitida pela buzina de um
automóvel parece cair de 284Hz para 266Hz à medida que o automóvel passa por ele.
Sabendo que a velocidade do som no ar é 330m/s, qual a velocidade do automóvel?
A todo momento, a velocidade do observador é nula e a do som constante (algumas questões têm a velocidade do som mudando pela ação de massas de ar, vento). Já a velocidade da fonte (automóvel) deixa de ser negativa, na aproximação, tornando-­‐se positiva, sendo constante em módulo. Matematicamente: 𝑓! = 284 = 𝑓!
330
330 − 𝑣!
𝑓! = 266 = 𝑓!
330
330 + 𝑣!
330 − 𝑣! = 𝑓!
330
284
330 + 𝑣! = 𝑓!
330
266
Aula do Curso Noic de Física, feito pela parceria do Noic com o Além do Horizonte
Dividindo as equações: 330 − 𝑣! 266
=
330 + 𝑣! 284
266 + 284 𝑣! = 284 − 266 330 𝒗𝒇 = 𝟏𝟎, 𝟖𝒎𝒔 Aula do Curso Noic de Física, feito pela parceria do Noic com o Além do Horizonte