SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA

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Bruno Paixão Canejo
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1 SOLUÇÃO PC1. [D] Trata-se de uma questão a respeito do Efeito Doppler. Porém, é preciso notar que, segundo o enunciado, a nte e o observador é o próprio veículo. Desta rma, calculando a frequência observada pela parede e após isto refletida, temos que: vs vobs f ' vs vf vs 0 f ' 0000 vs v Onde, v é a velocidade do veículo. Calculando a frequência observado pelo veículo após a reflexão, temos que: vs v f '' f ' obs vs vf vs vs v f '' 0000 v v v 0 s s 340 v v v 0 m s Assim, ΔS ΔS v Δt Δt v 50 Δt 0 Δt,5 s SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA OSCILAÇÕES E ONDAS IV 1

2 SOLUÇÃO PC. [E] Utilizando os dados rnecidos no enunciado e sabendo que a nte está se aproximando do observador, usando a equação do efeito Doppler, tem-se que: v vo ff v vf Onde v 340 m s Hz SOLUÇÃO PC3. [D] Da definição de nível de intensidade sonora (N) : I N I N 10 I N 10 log log 10. I 0 10 I 0 I0 N A I A 10 I A I A I0 I0 I0 I B 1 I A 10 I N B B IB 5 IB IB 1 I A I0 I0 I 0 P P d 4 B 10 da 1,78 3,56m. 4π d B 10 4 π d A dab d B d A 3,56 d A B 1,5m. OSCILAÇÕES E ONDAS IV

3 SOLUÇÃO PC4. [A] Sabendo que o a nte está aproximando-se do observador, temos que a relação entre frequência observada (f o ) e frequência emitida pela nte (f f ) é dada por: v ff v vf Então: ff ff 960 Hz Notar que a velocidade do carro SOLUÇÃO PC5. [D] (v f ) em m/s é igual a 68. Esta questão trata sobre o Efeito Doppler, onde a frequência emitida por uma nte sonora (f) em movimento relativo à um observador, é percebida por este com uma frequência (f ) diferente daquela. Para o cálculo desta diferença entre as frequências emitida e observada, é utilizada a seguinte equação: vs vo f ' f v v s Onde, vs Velocidade do som vo Velocidade do observador v Velocidade da nte Como o observador está em repouso (vo 0) e a nte aproxima-se do observador, tem-se que a frequência observada neste caso será: v f ' s f v v s OSCILAÇÕES E ONDAS IV 3

4 SOLUÇÃO PC6. [A] O fenômeno em questão é o eco, ocorrido pelo som, que é uma onda mecânica. SOLUÇÃO PC7. [B] Orientando a trajetória do ouvinte para a nte, a equação do efeito Doppler para a frequência detectada (ou frequência aparente f ap) pelo receptor (ouvinte) é: v vo fap f, sendo v a velocidade do som, v O a velocidade do ouvinte e v vf v F a velocidade da nte. Para o comerciante parado: vo 0; vf 7,km/ h m/ s fap fap fap 1.00 Hz Para o pedestre: vo 4m / s; vf 7,km/ h m/ s fap fap fap 1.03 Hz SOLUÇÃO PC8. [C] O efeito Doppler baseia-se no fato de a frequência recebida após a reflexão ser diferente da frequência emitida. Isso ocorre devido à velocidade relativa entre o detector e o objeto refletor. SOLUÇÃO PC9. [C] Quando há aproximação relativa entre o ouvinte e a ambulância, o som se torna mais agudo, portanto, ocorre aumento na frequência da onda sonora percebida pelo pedestre. 4 OSCILAÇÕES E ONDAS IV

5 SOLUÇÃO PC10. [A] Como a distância entre o observador e a nte sonora é muito maior que o raio de curvatura descrito pela nte, considera-se que o movimento se dá na reta que une observador e centro da curva, sendo unidimensional. Velocidade linear da nte (v) em MCU: rad m v ωr 0 0,5m 10 s s Cálculo das frequências aparentes (f ') : vsom 340 f ' menor f 450 v v som som nte vsom 340 f ' maior f 450 v v nte (1) () A razão será (1) dividido por (): f' menor 33 f ' maior 35 SOLUÇÃO PC11. [D] O efeito Doppler é um fenômeno ondulatório, valendo, portanto, para ondas mecânicas ou eletromagnéticas. SOLUÇÃO PC1. [C] Sejam f A, f B ; F A e F B as frequências e as intensidades das rças tensoras nas cordas A e B, respectivamente. OSCILAÇÕES E ONDAS IV 5

6 A relação entre frequência e rça tensora é dada pela equação de Taylor. Para o harmônico fundamental: 1 F f, sendo L o comprimento da corda e μ a sua densidade linear. L μ Desenvolvendo: 1 F f F 4 μ L f. 4L μ Analisando essa expressão, concluímos que a corda mais tracionada é a que emite som de maior frequência, no caso, a corda B. A frequência dos batimentos (x) é igual à diferença entre as frequências das duas cordas. De acordo com o enunciado, a frequência da corda B é f. Assim: x fb f A fa fb x fa f x. A razão entre as tensões é: FB 4 μ L fb f F A 4 μ L fa f x A FB f. F f x SOLUÇÃO PC13. [B] A nte está em repouso e o observador (A) está se afastando da nte (F), fazendo com que a frequência medida por ele seja menor que a frequência emitida pela ela. A velocidade de afastamento é igual a u cos α, como mostrado na figura. Aplicando a equação do efeito Doppler, com referencial orientado do observador para a nte, como manda a convenção: v vobs v ucosα v u fap f fap f fap cosα f v v v v v nte u fap 1 cosα f. v 6 OSCILAÇÕES E ONDAS IV

7 SOLUÇÃO PC14. [B] [I] Incorreta. Quando a ambulância se afasta, o número de cristas de onda por segundo que chegam ao ouvido do observador é menor. [II] Incorreta. As variações na tonalidade do som da sirene da ambulância percebidas pelo observador devem-se ao movimento relativo entre o observador e a nte. [III] Correta. Há movimento relativo entre o observador e a nte. [IV] Correta. O efeito Doppler é um fenômeno ondulatório e não exclusivamente sonoro. SOLUÇÃO PC15. [C] Dados: μ =0,01 kg/m; L = m; f n = 150 Hz; f n+1 = 175 Hz. Como a velocidade de propagação é constante, podemos calcular a ordem (n) do harmônico de menor frequência. L L λn fn λn 1 f n 1 fn f n 1 n n 1 n n 1 n n 1 7 n 6 n 1 n 6. Calculando o comprimento de onda correspondente: L λn λ6 λ6 m. n 6 3 A velocidade de propagação é: v λn f n λ6 f6 150 v 100 m / s. 3 A intensidade da rça tensora na corda é igual ao peso do bloco. Aplicando a equação de Taylor: F m g μ v 0, v v m m 10 kg μ μ g 10 4 m 10 g. OSCILAÇÕES E ONDAS IV 7

8 8 OSCILAÇÕES E ONDAS IV

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