Pergunta
velocidade de comprimento __ beu que seu tica, estava s baterias do le luminosa 6-(ENEM 2018) 0 sonorizador é um dispositivo fisico implantado sobre a de uma rodovia de modo que provoque uma trepidação e ruido quando da passagem de um veiculo sobre ele, alertando para uma situação atipica a frente, como obras ou travessia de pedestres . Ao passar sobre os sonorizadores, a suspensão do veiculo sofre vibrações que produzem ondas sonoras, resultando em um peculiar. Considere um velculo que passe com velocidade constante igual a 108km/h sobre um sonorizador faixas são separadas por uma distância de 8cm . A frequência da vibração do percebida pelo condutor durante a passagem nesse sonorizador é mais próxima de A) 8,6 hertz. B)13,5 hertz. C) 375 hertz. D)1350 hertz. E) 4860 hertz
Solução
Verification of experts
3.2233 Voting
NathaliaVeterano · Tutor por 11 anos
Responder
Para resolver esse problema, podemos usar a fórmula da frequência de Doppler para uma fonte estacionária e um observador em movimento. A fórmula é:<br /><br />\[ f' = f \cdot \frac{v + v_o}{v - v_s} \]<br /><br />Onde:<br />- \( f' \) é a frequência percebida pelo observador (condutor do veículo).<br />- \( f \) é a frequência emitida pela fonte (sonorizador).<br />- \( v \) é a velocidade do som no ar (aproximadamente 343 m/s).<br />- \( v_o \) é a velocidade do observador (veículo).<br />- \( v_s \) é a velocidade da fonte (sonorizador), que neste caso é zero pois o sonorizador está estacionário.<br /><br />Como o sonorizador está estacionário, \( v_s = 0 \), e a fórmula simplifica para:<br /><br />\[ f' = f \cdot \frac{v + v_o}{v} \]<br /><br />Sabemos que:<br />- \( f \) é a frequência emitida pelo sonorizador, que é igual à velocidade do veículo sobre a distância entre as faixas.<br />- \( v \) é a velocidade do som no ar.<br />- \( v_o \) é a velocidade do veículo.<br /><br />Primeiro, precisamos converter a velocidade do veículo de km/h para m/s:<br /><br />\[ 108 \, \text{km/h} = 108 \times \frac{1000 \, \text{m}}{3600 \, \text{s}} = 30 \, \text{m/s} \]<br /><br />Agora, podemos calcular a frequência emitida pelo sonorizador:<br /><br />\[ f = \frac{v_o}{d} = \frac{30 \, \text{m/s}}{0.08 \, \text{m}} = 375 \, \text{Hz} \]<br /><br />Agora, substituímos na fórmula da frequência percebida:<br /><br />\[ f' = 375 \, \text{Hz} \cdot \frac{343 \, \text{m/s} + 30 \, \text{m/s}}{343 \, \text{m/s}} \]<br /><br />\[ f' = 375 \, \text{Hz} \cdot \frac{373 \, \text{m/s}}{343 \, \text{m/s}} \]<br /><br />\[ f' \approx 375 \, \text{Hz} \cdot 1.089 \]<br /><br />\[ f' \approx 408,375 \, \text{Hz} \]<br /><br />Portanto, a frequência percebida pelo condutor durante a passagem sobre o sonorizador é mais próxima de 4860 Hz (opção E).
Clique para avaliar: