O capitão de uma embarcação em repouso em relação à âncora vê uma lancha se aproximando à 20 m/s. O apito tem frequência de 640 Hz para o piloto da lancha. Seja a velocidade do som no ar 340 m/s. O capitão da embarcação registrará a frequência do apito em
- A)600 Hz.
Errada, porque a aproximação da lancha faz a frequência percebida aumentar, não diminuir.
- B)640 Hz.
Errada, porque 640 Hz é a frequência emitida pela lancha para o piloto, não a percebida pelo capitão.
- C)660 Hz.
Errada, porque o efeito Doppler nessa situação gera um aumento maior que 20 Hz.
- D)680 Hz.
Certa, pois a fonte se aproxima do observador e a frequência observada sobe para 680 Hz.
- E)700 Hz.
Errada, porque o cálculo correto dá 680 Hz, não 700 Hz.
Gabarito: D
Aqui a ideia é o efeito Doppler: quando a fonte sonora se aproxima do observador, as frentes de onda ficam mais “espremidas”. Resultado: a frequência percebida aumenta. Se a fonte se afasta, acontece o contrário e a frequência cai. É aquele truque clássico das ondas que parece que o som “engorda” ou “emagrece” conforme a aproximação. Neste problema, o capitão está parado em relação à água/âncora, então quem está em movimento é a lancha, que funciona como fonte do som. Para fonte se aproximando de observador parado, usamos: f' = f . v / (v - v_f) onde f é a frequência emitida, v é a velocidade do som e v_f é a velocidade da fonte. Substituindo: f' = 640 . 340 / (340 - 20) = 640 . 340 / 320 = 680 Hz. Ou seja, o capitão percebe um som mais agudo do que o piloto da lancha, porque a fonte está vindo na direção dele. Por isso o gabarito é D. Em prova da FGV, fique atento: a banca adora misturar quem está em movimento. Se o observador está parado e a fonte vem em direção a ele, a frequência percebida aumenta.