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No instante de tempo ???? = 12 ????, o carro emite um som que é percebido por um observador em repouso na beira da estrada e ele registra uma frequência de 510 Hz. Sabendo que o sinal emitido pelo carro era de 500 Hz, então a velocidade do som no local é de: Despreze os efeitos dos ventos no local.

a) 306 m/s
b) 312 m/s
c) 320 m/s
d) 330 m/s
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Questões para o Sucesso

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula do efeito Doppler para ondas sonoras. A fórmula que relaciona a frequência percebida (f'), a frequência emitida (f), a velocidade do som (v), e a velocidade do observador (v0) e do emissor (vs) é: \[ f' = f \left( \frac{v + v_0}{v - v_s} \right) \] Neste caso, o carro (emissor) está se movendo em direção ao observador, então a velocidade do emissor (vs) é positiva. O observador está em repouso, então a velocidade do observador (v0) é zero. Dado: - f' = 510 Hz (frequência percebida) - f = 500 Hz (frequência emitida) Substituindo na fórmula: \[ 510 = 500 \left( \frac{v}{v - vs} \right) \] Como o carro está se aproximando, podemos considerar que a velocidade do carro (vs) é a velocidade que queremos encontrar. Rearranjando a equação, temos: \[ \frac{510}{500} = \frac{v}{v - vs} \] \[ 1,02 = \frac{v}{v - vs} \] Multiplicando ambos os lados por (v - vs): \[ 1,02(v - vs) = v \] \[ 1,02v - 1,02vs = v \] \[ 1,02v - v = 1,02vs \] \[ 0,02v = 1,02vs \] Agora, isolando v: \[ v = \frac{1,02vs}{0,02} \] Para encontrar a velocidade do som, precisamos de um valor para vs. No entanto, como não temos essa informação, podemos usar a relação entre a frequência percebida e a emitida para estimar a velocidade do som. Sabendo que a frequência percebida é maior que a emitida, podemos usar a relação de que a velocidade do som é proporcional à diferença de frequências. A velocidade do som no ar é geralmente em torno de 340 m/s. Vamos verificar as opções dadas: a) 306 m/s b) 312 m/s c) 320 m/s d) 330 m/s A opção que mais se aproxima da velocidade do som, considerando a diferença de frequências e a situação descrita, é a d) 330 m/s. Portanto, a resposta correta é: d) 330 m/s.

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