Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre Efeito Dopper
Exercícios de vestibulares com resoluções comentadas sobre
Efeito Dopper
01-(PUC-PR) Uma ambulância dotada de uma sirene percorre, numa estrada plana, a trajetória ABCDE, com velocidade de módulo constante de 50km/h. Os trechos AB e DE são retilíneos e BCD um arco de circunferência de raio 20m, com centro no ponto O, onde se posiciona um observador que pode ouvir o som emitido pela sirene:
Ao passar pelo ponto A, o motorista aciona a sirene cujo som é emitido na frequência de 350Hz. Analise as proposições a seguir:
I- Quando a ambulância percorre o trecho AB, o observador ouve um som mais grave que o som de 350Hz.
II- Enquanto a ambulância percorre o trecho BCD o observador ouve um som de frequência igual a 350Hz.
III- A medida que a ambulância percorre o trecho DE o som percebido pelo observador é mais agudo que o emitido pela ambulância, de 350Hz.
IV- Durante todo o percurso a frequência ouvida pelo observador será de frequência igual a 350Hz.
Está correta ou estão corretas:
a) IV.
b) II e III.
c) Apenas II.
d) I e III.
e) I e II.
02-(UnB-DF) Um indivíduo percebe que o som da buzina de um carro muda de tom à medida que o veículo se aproxima ou se afasta dele. Na aproximação, a sensação é de que o som é mais agudo, no afastamento, mais grave. Esse fenômeno é conhecido em Física como efeito Doppler. Considerando a situação descrita, julgue os itens que se seguem.
(1) As variações na totalidade do som da buzina percebidas pelo indivíduo devem-se a variações da frequência da fonte sonora.
(2) Quando o automóvel se afasta, o número de cristas de onda por segundo que chegam ao ouvido do indivíduo é maior.
(3) Se uma pessoa estiver se movendo com o mesmo vetor velocidade do automóvel, não mais terá a sensação de que o som muda de totalidade.
(4) Observa-se o efeito Doppler apenas para ondas que se propagam em meios materiais.
03-(UFRS-RS) Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo a seguir, na ordem em que elas aparecem.
Os radares usados para a medida da velocidade dos automóveis em estradas têm como princípio de funcionamento o chamado efeito Doppler. O radar emite ondas eletromagnéticas que retornam a ele após serem refletidas no automóvel. A velocidade relativa entre o automóvel e o radar é determinada, então, a partir da diferença de ….. entre as ondas emitida e refletida. Em um radar estacionado à beira da estrada, a onda refletida por um automóvel que se aproxima apresenta …… freqüência e …….. velocidade, comparativamente à onda emitida pelo radar.
a) velocidades – igual – maior
b) freqüências – menor – igual
c) velocidades – menor – maior
d) freqüências – maior – igual
e) velocidades – igual – menor
04-(UFU-MG) João corre assoviando em direção a uma parede feita de tijolos, conforme figura a seguir.
A freqüência do assovio de João é igual a f(inicial). A freqüência da onda refletida na parede chamaremos de f(final). Suponha que João tenha um dispositivo “X” acoplado ao seu ouvido, de forma que somente as ondas refletidas na parede cheguem ao seu tímpano. Podemos concluir que a freqüência do assovio que João escuta f(final) é
a) maior do que f(refletido).
b) igual a f(refletido).
c) igual a f(inicial).
d) menor do que f(refletido).
05-(PUC-RS) Quando uma ambulância se aproxima ou se afasta de um observador, este percebe uma variação na altura do som emitido pela sirene (o som percebido fica mais grave ou mais agudo).
Esse fenômeno é denominado Efeito Doppler. Considerando o observador parado,
a) o som PERCEBIDO fica mais agudo à medida que a ambulância se afasta.
b) o som PERCEBIDO fica mais agudo à medida que a ambulância se aproxima.
c) a freqüência do som EMITIDO aumenta à medida que a ambulância se aproxima.
d) o comprimento de onda do som PERCEBIDO aumenta à medida que a ambulância se aproxima.
e) o comprimento de onda do som PERCEBIDO é constante, quer a ambulância se aproxime ou se afaste do observador, mas a freqüência do som EMITIDO varia..
06-(UFSM) Ondas ultra-sônicas são emitidas por uma fonte em repouso em relação ao paciente, com uma freqüência determinada.
Essas ondas são refletidas por células do sangue que se ………. de um detector de freqüências em repouso, em relação ao mesmo paciente. Ao analisar essas ondas refletidas, o detector medirá freqüências ………. que as emitidas pela fonte. Esse fenômeno é conhecido como ………. .
Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas.
a) afastam – menores – efeito Joule
b) afastam – maiores – efeito Doppler
c) aproximam – maiores – efeito Joule
d) afastam – menores – efeito Doppler
e) aproximam – menores – efeito Tyndal
07-(FUVEST-SP) Uma onda sonora considerada plana, proveniente de uma sirene em repouso, propaga-se no ar parado, na direção horizontal, com velocidade V igual a 330m/s e comprimento de onda igual a 16,5cm.
Na região em que a onda está se propagando, um atleta corre, em uma pista horizontal, com velocidade U igual a 6,60m/s, formando um ângulo de 60° com a direção de propagação da onda. O som que o atleta ouve tem freqüência aproximada de
a) 1960 Hz
b) 1980 Hz
c) 2000 Hz
d) 2020 Hz
e) 2040 Hz
08- (UFJF-MG) Um alarme de segurança, que está fixo, é acionado, produzindo um som com uma freqüência de 735 Hz. Considere a velocidade do som no ar como sendo de 343 m/s. Quando uma pessoa dirige um carro em direção ao alarme e depois se afasta dele com a mesma velocidade, observa uma mudança na freqüência de 78,4 Hz.
a) A freqüência ouvida pela pessoa quando ela se aproxima da sirene, é maior ou menor do que ouviria se ela estivesse parada? Justifique.
b) Qual é o módulo da velocidade do carro?
09-(ITA-SP) Um diapasão de freqüência 400Hz é afastado de um observador, em direção a uma parede plana, com velocidade de 1,7m/s.
São nominadas; f1, a freqüência aparente das ondas não refletidas, vindas diretamente até o observador; f2, a freqüência aparente das ondas sonoras que alcançam o observador depois de refletidas pela parede; e f3, a freqüência dos batimentos. Sabendo que a velocidade do som é 340m/s, os valores que melhor representam as freqüências em hertz de f1, f2 e f3 respectivamente, são:
a) 392, 408 e 16
b) 396, 404 e 8
c) 398, 402 e 4
d) 402, 398 e 4
e) 404, 396 e 4
10-(ITA-SP)
Um violinista deixa cair um diapasão de freqüência 440Hz
A freqüência que o violinista ouve na iminência do diapasão tocar no chão é 436Hz. Determine a altura da queda, desprezando a resistência do ar.
11-(ITA-SP) Considere a velocidade máxima permitida nas estradas como sendo exatamente 80km/h. A sirene de um posto rodoviário soa com uma freqüência de 700Hz, enquanto um veículo de passeio e um policial rodoviário se aproximam emparelhados. O policial dispõe de um medidor de freqüências sonoras.
Dada a velocidade do som, de 350m/s, eler deverá multar o motorista do carro quando seu aparelho medir uma freqüência sonora de, no mínimo:
a) 656Hz
b) 745Hz
c) 655Hz
d) 740Hz
e) 860Hz
12-(UNESP-SP) Um físico está parado à margem de uma rodovia, munido de um medidor de freqüências sonoras (frequencímetro). Duas ambulâncias (A e B) vêm pela estrada , com a mesma velocidade e no mesmo sentido, mantendo entre elas uma distância razoável. As duas ambulâncias estão com as sirenes ligadas e estas emitem freqüências puras fA e fB. Quando a primeira ambulância A já passou pelo físico, ele observa no seu instrumento que as freqüências das duas sirenes são iguais.
Qual a relação fA/fB? Dados: (velocidade das ambulâncias=125km/h e velocidade do som no ar, Vsom=340m/s.)
13-(ITA-SP) Um pesquisador percebe que a freqüência 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 das alternativas melhor representa a velocidade do automóvel?
a) 10m/s
b) 20m/s
c) 5m/s
d) 15m/s
e) 9m/s
14-(UFU-MG) Observando-se o espectro da luz emitida por galáxias distantes, observou-se uma variação de cores. A freqüência das cores recebidas está diminuindo, aproximando-se da freqüência da luz vermelha, o que indica um afastamento da fonte emissora das radiações. Assim, os cientistas concluíram que as galáxias estão se afastando de nós com grande velocidade. Os cientistas chegaram a essa conclusão, baseando-se:
a) no efeito Doppler
b) na lei de Coulomb
c) no efeito fotoelétrico
d) no princípio de Huygens
e) na hipótese de Broglie
15- (ITA-SP)
Uma jovem encontra-se no assento de um carrossel circular que gira a uma velocidade angular constante com período T. Uma sirene posicionada fora do carrossel emite um som de frequência fo em direção ao centro de rotação.
No instante t = 0, a jovem está a menor distância em relação à sirene. Nesta situação, assinale a melhor representação da frequência f ouvida pela jovem.
16-(UFMS-MS)
Os morcegos, quando voam, emitem ultrassom para que, através das reflexões ocorridas pelos obstáculos à sua frente, possam desviar deles, e também utilizam esse mecanismo para se orientarem durante seu vôo. Imagine um morcego voando em linha reta horizontal com velocidade V, em direção a uma parede vertical fixa. Considere que não esteja ventando e que a fonte sonora no morcego seja puntiforme e então, quando ele ainda está a uma certa distância da parede, emite uma onda sonora com uma frequência f de ultrassom. Com fundamentos da mecânica ondulatória, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) A velocidade das ondas sonoras que possuem frequência de ultrassom é maior que a velocidade de ondas sonoras que possuem frequência menor que as de ultrassom.
02) A velocidade da onda sonora no ar, emitida pelo morcego em movimento, é diferente da velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego quando em repouso.
04) A frequência da onda sonora, refletida pela parede e percebida pelo morcego, é maior que a frequência da onda sonora emitida por ele.
08) A velocidade da onda sonora no ar, refletida pela parede, é igual à velocidade da onda sonora no ar emitida pelo morcego.
16) Esse efeito de mudança na frequência de ondas sonoras emitidas por fontes em movimento chama-se batimento.
17-(UFES-ES)
O efeito Doppler é uma modificação na frequência detectada por um observador, causada pelo movimento da fonte e/ou do próprio observador. Quando um observador se aproxima, com velocidade constante, de uma fonte de ondas sonora em repouso, esse observador, devido ao seu movimento, será atingido por um número maior de frentes de ondas do que se permanecesse em repouso.
Considere um carro trafegando em uma estrada retilínea com velocidade constante de módulo 72 km/h. O carro se aproxima de uma ambulância em repouso à beira da estrada. A sirene da ambulância está ligada e opera com ondas sonoras de comprimento de onda de λ= 50 cm. A velocidade de propagação do som no local é v = 340m/s .
a) Calcule a frequência do som emitido pela sirene da ambulância.
b) Calcule o número total de frentes de ondas que atinge o motorista do carro em um intervalo de tempo ∆ t = 3 s .
c) Calcule a frequência detectada pelo motorista do carro em movimento.
18-(UEG-GO)
Uma baleia se movimenta com velocidade de módulo 10,0 m/s a favor da correnteza (velocidade da correnteza igual a 2,00 m/s). Simultaneamente, um golfinho se movimenta a 30,0 m/s em direção à baleia e em sentido contrário à correnteza. Em um determinado instante, a baleia emite um som de frequência de 9,74 kHz. O golfinho ouvirá esse som com frequência de 10,0 kHz e responderá à baleia com mesma frequência. Com base no exposto,
a) caso não houvesse correnteza, o golfinho detectaria a onda emitida pela baleia com a mesma frequência do som emitido por ela,
ou seja, 9,74 kHz.
b) se a baleia estivesse em repouso, o golfinho teria detectado o som emitido pela baleia com frequência superior a 10,0 kHz.
c) se o golfinho estivesse em repouso, ele detectaria o som emitido pela baleia com uma frequência superior a 9,74 kHz.
d) a baleia detectará o som emitido como resposta pelo golfinho com frequência de 9,74 kHz.
19-(UNICAMP-SP)
O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento.
Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho.
Para se obter Vm o radar mede a diferença de frequências ∆f, dada por ∆f = f – fo = ±(Vm/c).fo, sendo f a frequência
da onda refletida pelo carro, fo = 2,4.1010 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0.108 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou –) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida.
Pode-se afirmar que a diferença de frequência ∆f medida pelo radar foi igual a
20-(ITA-SP)
Uma pessoa de 80,0 kg deixa-se cair verticalmente de uma ponte amarrada a uma corda elástica de “bungee jumping” com 16,0 m de comprimento. Considere que a corda se esticará até 20,0 m de comprimento sob a ação do peso.
Suponha que, em todo o trajeto, a pessoa toque continuamente uma vuvuzela, cuja frequência natural é de 235 Hz. Qual(is) é(são) a(s) distância(s) abaixo da ponte em que a pessoa se encontra para que um som de 225 Hz seja percebido por alguém parado sobre a ponte?
a) 11,4 m
b) 11,4 m e 14,4 m
c)11,4 m e 18,4 m
d) 14,4 m e 18,4 m
e) 11,4 m, 14,4 m e 18,4 m
21-(UNEMAT-MT)
A sirene de um carro de polícia emite ondas de 0,34m. O carro se aproxima de um observador em repouso em relação a terra.
Sabendo-se que o som se propaga no ar com velocidade de 340 m/s, é correto afirmar.
a. A frequência real é maior do que a frequência percebida pelo observador.
b. A frequência real é menor do que a frequência percebida pelo observador.
c. A frequência real é igual à frequência percebida pelo observador.
d. A frequência real é 800 Hz e a frequência percebida pelo observador é 1.000 Hz.
e. A frequência real é 1.000 Hz e a frequência percebida pelo observador é 800 Hz.
22-(UCB-DF)
Quando a fonte de uma onda e o observador estão em movimento relativo em relação ao meio em que a onda propaga-se, a frequência das ondas observadas é diferente da frequência da fonte. Esse fenômeno é designado efeito Doppler, em homenagem a Christian J. Doppler (1803-1853), que foi o primeiro a observá-lo em ondas sonoras.
É possível determinar a frequência percebida pelo observador (fo) por fo/(u ±vo) = fF/(u±vF), em que fF é a frequência natural da fonte, vF é a velocidade da fonte, vo é a velocidade do observador e u é a velocidade do som, que é de 340 m/s, aproximadamente.
Assim, suponha que o som produzido por uma sirene seja de 500 Hz e a velocidade da fonte em relação ao ar em repouso seja de 60 m/s. Um observador move-se a 30 m/s sobre a mesma linha que a fonte, e a posição relativa da fonte e do observador é expressa pela figura a seguir.
Considere o sentido positivo sempre no sentido de Fo, não importando se O está à direita ou à esquerda de F.
Com base nessas informações, julgue os itens a seguir, assinalando (V) para os verdadeiros e (F) para os falsos.
0.( ) Se a fonte e o observador movem-se para a direita, então a frequência percebida pelo observador é de, aproximadamente, 553,6 Hz.
1.( ) Se a fonte e o observador movem-se para a esquerda, com o observador à frente da fonte, então a frequência percebida pelo observador é de, aproximadamente, 863,5 Hz.
2.( ) Se a fonte move-se para a direita e o observador para a esquerda, de modo que se aproximam entre si, então a frequência percebida pelo observador é de, aproximadamente, 462,5 Hz.
3.( ) Se a fonte move-se para a esquerda e o observador para a direita, de modo que se afastem entre si, então a frequência percebida pelo observador é de, aproximadamente, 387,5 Hz.
4.( ) O efeito Doppler é também verificado quando a fonte está em repouso e o observador em movimento em relação a ela, ou também quando os dois estão em movimento em relação à Terra e em relação a si mesmos.
23-(PUC-RS)
Um sonar fetal, cuja finalidade é escutar os batimentos cardíacos de um bebê em formação, é constituído por duas pastilhas cerâmicas iguais de titanato de bário, uma emissora e outra receptora de ultra-som.
A pastilha emissora oscila com uma frequência de 2,2.106Hz quando submetida a uma tensão variável de mesma frequência. As ondas de ultra-som produzidas devem ter um comprimento de onda que possibilite a reflexão das mesmas na superfície pulsante do coração do feto. As ondas ultra-sônicas refletidas que retornam à pastilha receptora apresentam frequência ligeiramente alterada, o que gera interferências periódicas de reforço e atenuação no sinal elétrico resultante das pastilhas. As alterações no sinal elétrico, após serem amplificadas e levadas a um alto-falante, permitem que os batimentos cardíacos do feto sejam ouvidos.
Considerando que a velocidade média das ondas no corpo humano (tecidos moles e líquido amniótico) seja 1540m/s, o comprimento de onda do ultra-som que incide no coração fetal é _________, e o efeito que descreve as alterações de frequência nas ondas refletidas chama-se _________.
A alternativa que completa corretamente as lacunas é:
A) 0,70mm Joule
B) 7,0mm Joule
C) 0,70mm Doppler
D) 7,0mm Doppler
E) 70mm Pascal
24-(UFRN-RN)
Duas pessoas, que estão em um ponto de ônibus, observam uma ambulância que delas se aproxima com a sirene de advertência ligada.
Percebem que, ao passar por elas , o som emitido pela sirene se torna diferente daquele percebido durante a aproximação.
Por outro lado, comentando esse fato, elas concordam que o som mudou de uma tonalidade aguda para uma mais grave à medida que a ambulância se distanciava. Tal mudança é explicada pelo efeito Doppler, segundo o qual, para essa situação, a
A) amplitude do som diminuiu.
B) frequência do som diminuiu.
C) frequência do som aumentou.
D) amplitude do som aumentou.