Física 2 (2)-460-462

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Capítulo 16458
119. (Unifor-CE) Quando uma ambulância, com sire-
ne ligada, se aproxima de um observador, este 
percebe: 
a) aumento da intensidade sonora e da frequên-
cia. 
b) aumento da intensidade sonora e diminui-
ção da frequência. 
c) mesma intensidade sonora e mesma fre-
quência. 
d) diminuição da altura e variação no timbre 
sonoro. 
e) variação no timbre e manutenção da altura. 
120. (Fuvest-SP) Considere uma onda sonora com 
comprimento de onda 1 m que se propaga com 
uma velocidade de 300 m/s. 
a) Qual é a frequência do som emitido? 
b) Qual é a frequência detectada por um obser-
vador movendo-se com uma velocidade de 
50 m/s em sentido oposto ao de propagação 
da onda? 
121. (U. F. Juiz de Fora-MG) Um trem se aproxima, 
apitando, a uma velocidade de 10 m/s em 
relação à plataforma de uma estação. A fre-
quência sonora do apito do trem é 1,0 kHz, 
como medida pelo maquinista. Considerando 
a velocidade do som no ar como 330 m/s, 
podemos afirmar que um passageiro parado 
na plataforma ouviria o som com um compri-
mento de onda de: 
a) 0,32 m 
b) 0,33 m 
c) 0,34 m
d) 33 m
e) 340 m
122. (PUC-SP) Uma fonte sonora em repouso, situa-
da no ar, emite uma nota com frequência de 
440 Hz. Um observador, movendo-se sobre uma 
reta que passa pela fonte, escuta a nota com 
frequência de 880 Hz. Supondo a velocidade 
de propagação do som no ar igual a 340 m/s, 
podemos afirmar que o observador: 
a) aproxima-se da fonte com velocidade de 
340 m/s. 
b) afasta-se da fonte com velocidade de 
340 m/s. 
c) aproxima-se da fonte com velocidade de 
640 m/s. 
d) afasta-se da fonte com velocidade de 
640 m/s. 
e) aproxima-se da fonte com velocidade de 
880 m/s. 
123. Um observador aproxima-se de uma fonte sono-
ra (F) em repouso. O som ouvido pelo obser-
vador é mais grave ou mais agudo que o som 
emitido por F? 
124. (UF-RJ) Considere uma estrela de uma galáxia 
distante da nossa e que, mesmo assim, conse-
guimos observar sua luz usando um potente 
telescópio. Além disso, essa estrela está se 
afastando de nosso planeta com uma velo-
cidade considerável e constante. Em relação 
à luz que observamos da estrela, podemos 
afirmar que: 
a) o movimento da estrela não altera em nada 
o comprimento de onda que observamos da 
luz emitida pela estrela. 
b) as estrelas apenas possuem movimento de 
rotação em torno de seu eixo e não de trans-
lação.
c) as estrelas não se movem em hipótese 
nenhuma. 
d) há uma mudança no comprimento de onda 
da luz que observamos devido ao movimen-
to da estrela. 
e) o comprimento de onda observado da luz da 
estrela irá depender do tempo de observação 
dela. 
125. (U. F. Juiz de Fora-MG) Quando observamos a 
luz emitida por átomos de oxigênio num labo-
ratório, notamos que existe uma linha espectral 
com uma determinada frequência f, em que esta 
emissão é muito intensa. Entretanto, ao obser-
varmos a luz emitida por átomos de oxigênio 
de galáxias distantes, notamos que esta linha 
espectral desloca-se no sentido de menores fre-
quências do espectro. Sobre esse fato, podemos 
afirmar: 
a) Devido à diminuição na frequência, observa-
mos que a luz torna-se azul. 
b) Esta alteração na frequência ocorre porque a 
galáxia está se aproximando da Terra. 
c) Esta alteração na frequência ocorre porque a 
galáxia está se afastando da Terra. 
d) Isto ocorre porque, durante o tempo em que 
viaja da galáxia até a Terra, grande parte 
da luz é absorvida pela poeira interestelar, 
diminuindo, portanto, a frequência. 
Ondas 459
e) Isto indica que a galáxia observada é mais 
fria que a Terra e assim a luz emitida torna- 
se vermelha. 
126. (Aman-RJ) Uma pessoa ouve o som produzi-
do pela sirene de uma ambulância, com uma 
frequência aparente de 1 100 Hz e de 900 Hz, 
respectivamente, quando a ambulância se 
aproxima e se afasta da pessoa. Sendo a velo-
cidade do som no ar igual a 340 m ∙ s–1, a 
velocidade da ambulância vale: 
a) 20 m ∙ s–1 
b) 17 m ∙ s–1 
c) 34 km ∙ h–1
d) 34 m ∙ s–1
e) 68 km ∙ h–1
127. (UF-PA) Um automóvel de corrida movia-se em 
uma parte retilínea do circuito de Las Vegas. 
Um observador, sentado à beira do circuito, 
ouvia o som produzido pelas explosões do 
motor. Após o automóvel ultrapassar o obser-
vador, este passou a ouvir o som das explosões 
uma oitava contígua à do inicial. Sendo a 
velocidade do som 340 m/s, a velocidade do 
automóvel em km/h será: 
a) 390 
b) 400 
c) 408
d) 486
e) 498
128. (FAAP-SP) Uma fonte sonora emitindo uma 
nota de frequência 400 Hz está se deslocan-
do para oeste com velocidade de 20 m/s. Um 
observador dirige-se para leste da fonte com 
velocidade de 30 m/s. O vento está soprando 
de leste com 45 m/s, e a velocidade do som 
no ar parado é de 340 m/s. Pergunta-se: qual 
a frequência da nota recebida pelo observa-
dor?
129. (UF-RN) Um maestro divertia-se com o seu 
filho no carrossel de um parque de diversões, 
enquanto o alto-falante do parque tocava 
uma música. Tendo a orelha muito sensível a 
variações de frequências, o maestro percebeu 
que, enquanto o carrossel girava, os sons 
emitidos pelo alto-falante se tornavam mais 
graves ou mais agudos, dependendo da posi-
ção do carrossel.
A figura a seguir representa o alto-falante do 
parque e o carrossel girando nas suas proxi-
midades. Nela são indicados os pontos I, II, 
III e IV; em dois desses pontos, o maestro 
percebeu mudanças na frequência do som 
emitido. 
alto-falante
carrossel
IV
II
I III
O maestro percebeu que o som era mais grave e 
mais agudo, respectivamente, nos pontos: 
a) II e IV 
b) II e III 
c) I e IV
d) I e III
130. (Fuvest-SP) Uma onda sonora considerada 
plana, proveniente de uma sirene em repou-
so, propaga-se no ar parado, na direção hori-
zontal, com velocidade v igual a 330 m/s e 
comprimento de onda igual a 16,5 cm. Na 
região em que a onda está se propagando, um 
atleta corre, em uma pista horizontal, com 
velocidade u igual a 6,60 m/s, formando um 
ângulo de 60° com a direção de propagação 
da onda. 
v
u
60°
frentes de onda
O som que o atleta ouve tem frequência apro-
ximada de: 
a) 1 960 Hz 
b) 1 980 Hz 
c) 2 000 Hz 
d) 2 020 Hz
e) 2 040 Hz
Capítulo 16460
12. Ondas de choque 
Vamos agora analisar a situação em que a velocidade da fonte (v
F
) é maior que a 
velocidade da onda (v). 
Na figura 73a reproduzimos uma situação já nossa conhecida: a fonte F move-se 
para a direita, com velocidade v
F
 tal que v
F
 < v. No lado direito há uma diminuição no 
valor de λ e no lado esquerdo há um aumento no valor de λ.
Figura 74. Ondas de choque 
produzidas na água.
F
v
v
v
v
v
v
v
F
t
F
0
t = 0
vt
B
θ
θ
Figura 75.
Quando v
F
 torna-se igual a v (fig. 73b), as cristas emitidas se empilham sobre a fonte 
F. Para um observador situado à esquerda, continuam válidas as equações do Efeito 
Doppler, mas à direita não.
Se v
F
 ficar maior que v, a fonte ultrapassa as cristas que ela produz e as cristas se 
sobrepõem de tal maneira que se forma a configuração representada na figura 73c, 
com uma superfície de onda na forma de V (na representação bidimensional) na qual se 
concentra uma grande quantidade de energia e, por isso, é chamada onda de choque.
A figura 74 representa um experimento realizado em um recipiente com água (de 
baixa profundidade). Uma haste oscila verticalmente ao mesmo tempo que se move 
para a direita com velocidade v
F
 tal que v
F
 > v. 
Tomando como base a figura 75, suponhamos que, no instante t = 0, a fonte esteja 
em F
0
. Depois de um tempo t, a crista terá percorrido uma distância F
0
B = vt, enquanto 
a fonte terá percorrido a distância F
0
F = v
F
t. O ângulo θ assinalado na figura é chamado 
ângulo de Mach, em homenagem ao físico austríaco Ernst Mach (1838-1916), que foi 
o primeiro a analisar esse fenômeno. 
No triângulo retângulo F
0
BF, temos:
sen θ = 
F
0
B
F
0
F
 = 
vt
v
F
t
 ou sen θ = 
v
vF
 41
Assim: 
ângulo de Mach = arc sen 
v
v
F
Consideremos agora um corpo que se move no ar com ve-
locidade maior que a do som (velocidade supersônica). Pode 
ser uma bala de fuzil ou um avião. Nesse caso, a onda de 
choque, em vez de ser um V, é uma superfície cônica (fig. 76), 
chamada cone de Mach, e cuja abertura (2θ) é o dobro do 
ângulo de Mach. Quando a onda de choque atinge um obser-
vador, este ouve um estrondo forte e de curta duração (como 
se fosse uma explosão), que é denominado estrondo sônico. 
Se o avião estiver voando a baixa altitude, a onda de choque 
pode causar danos a objetos, como, por exemplo, quebrar 
vidraças. Depois que a onda de choque passar e o observador 
ficar no interior do cone, ouvirá um som cuja frequência pode 
ser calculada pelas equações do Efeito Doppler.
θ
onda de
choque
avião
supersônico
Figura 76.
Z
A
P
T
Z
A
P
T
LU
iZ
 A
U
g
U
S
T
O
 R
iB
E
iR
O
LU
iZ
 A
U
g
U
S
T
O
 R
iB
E
iR
O
v
v
v
v
v
v
ondas de
choque
θvF
v
F
v
F
vF
v
F
Figura 73.
(a) v
F
 < v (b) v
F
 = v (c) v
F
 > v