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Física

Colégio Objetivo
Um laser em um satélite em movimento a 0,8c emite um feixe de luz. Qual a frequência do feixe de luz medida por um observador na Terra se a frequência do laser no satélite é 600 THz?

a) 750 THz
b) 600 THz
c) 500 THz
d) 900 THz
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Estudando com Questões

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, precisamos usar o efeito Doppler relativístico, que descreve como a frequência de uma onda (neste caso, a luz) muda para um observador que está se movendo em relação à fonte da onda. A fórmula do efeito Doppler para luz quando a fonte está se movendo em relação ao observador é: \[ f' = f \sqrt{\frac{1 + \beta}{1 - \beta}} \] onde: - \( f' \) é a frequência medida pelo observador (na Terra), - \( f \) é a frequência emitida pela fonte (no satélite), - \( \beta = \frac{v}{c} \) (onde \( v \) é a velocidade do satélite e \( c \) é a velocidade da luz). Dado que o satélite está se movendo a \( 0,8c \), temos \( \beta = 0,8 \). Substituindo na fórmula: 1. Calcule \( \sqrt{\frac{1 + 0,8}{1 - 0,8}} \): \[ \sqrt{\frac{1,8}{0,2}} = \sqrt{9} = 3 \] 2. Agora, multiplique pela frequência do laser no satélite: \[ f' = 600 \, \text{THz} \times 3 = 1800 \, \text{THz} \] No entanto, como a questão não apresenta essa opção, vamos considerar que o satélite está se afastando da Terra, o que significa que a frequência percebida deve ser menor. Portanto, devemos usar a fórmula para o caso de afastamento: \[ f' = f \sqrt{\frac{1 - \beta}{1 + \beta}} \] Substituindo novamente: 1. Calcule \( \sqrt{\frac{1 - 0,8}{1 + 0,8}} \): \[ \sqrt{\frac{0,2}{1,8}} = \sqrt{\frac{1}{9}} = \frac{1}{3} \] 2. Agora, multiplique pela frequência do laser no satélite: \[ f' = 600 \, \text{THz} \times \frac{1}{3} = 200 \, \text{THz} \] Parece que houve um erro na interpretação inicial. Vamos revisar as opções: Nenhuma das opções corresponde ao resultado obtido. Portanto, a resposta correta não está entre as alternativas apresentadas. Se considerarmos que o satélite está se movendo em direção à Terra, a frequência aumentaria, mas como estamos considerando o afastamento, a resposta correta não está listada. Por favor, verifique se as opções estão corretas ou se há mais informações.

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