Um trem se desloca com velocidade igual a 30,0 m/s, e o ar está calmo. A frequência da nota do apito do trem é igual a 262 Hz. Qual é a frequência ...

Para resolver esse problema, é necessário utilizar a equação de onda: f' = f * (v +/- v0) / (v +/- vs) Onde: f' é a frequência ouvida pelo observador; f é a frequência emitida pela fonte; v é a velocidade da onda no meio (no caso, a velocidade do som, que é 340 m/s); v0 é a velocidade do observador em relação ao meio; vs é a velocidade da fonte em relação ao meio. Para o item (a), os trens se aproximam, então a velocidade do observador é a soma das velocidades dos trens, ou seja, v0 = 30,0 m/s + (-18,0 m/s) = 12,0 m/s (o sinal negativo indica que o segundo trem está se movendo em sentido contrário ao do primeiro). A velocidade da fonte é a mesma do primeiro trem, ou seja, vs = 30,0 m/s. Substituindo na equação, temos: f' = 262 * (340 + 12,0) / (340 + 30,0) = 303 Hz Para o item (b), os trens se afastam, então a velocidade do observador é a diferença das velocidades dos trens, ou seja, v0 = 30,0 m/s - (-18,0 m/s) = 48,0 m/s. A velocidade da fonte é a mesma do primeiro trem, ou seja, vs = 30,0 m/s. Substituindo na equação, temos: f' = 262 * (340 - 48,0) / (340 - 30,0) = 228 Hz Portanto, a alternativa correta para (a) é 303 Hz e para (b) é 228 Hz.