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Som e Efeito Doppler FÍ SI C A 59Bernoulli Sistema de Ensino Dado: A velocidade do som no ar é de 340 m/s. A) 170 B) 215 C) 290 D) 315 E) 415 04. (UFU-MG) Um morcego, voando com velocidade v0 em direção a uma superfície plana, emite uma onda ultrassônica de frequência f0. Sabendo-se que a velocidade do som é v, a variação de frequência ouvida pelo morcego será: A) ∆ = f f v v0 0 B) ∆ = f f v v0 0 C) ∆ = − f f 2v v v0 0 0 D) ∆ = + − f f v v v v0 0 0 05. (CEFET-MG–2015) Uma ambulância, emitindo um som de frequência f, move-se com uma velocidade v em direção a um pedestre que se encontra parado na margem de uma rodovia. Considerando que a velocidade do som no ar é vs, a frequência f’ ouvida pelo pedestre vale: A) = + f ' f v v v s B) = + f ' f v v v s s C) = − f ' f v v v s s D) = − f ' f v v v s s E) f’ = f 06. (UECE) Os termos a seguir estão relacionados às ondas sonoras. I. Volume se refere à intensidade da sensação auditiva produzida por um som e depende da intensidade e da frequência da onda. II. Altura se refere a uma qualidade da onda que depende somente da sua frequência: quanto menor a frequência maior a altura. III. Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de mesma frequência. IV. Timbre é uma característica que depende da frequência e da intensidade dos tons harmônicos que se superpõem para formar a onda sonora. Está correto o que se afirma em A) I e II, apenas. B) II e III, apenas. C) III e IV, apenas. D) I e IV, apenas. Instrução: Leia o texto a seguir para responder às questões 07 e 08. O radar é um dos dispositivos mais usados para coibir o excesso de velocidade nas vias de trânsito. O seu princípio de funcionamento é baseado no efeito Doppler das ondas eletromagnéticas refletidas pelo carro em movimento. Considere que a velocidade medida por um radar foi Vm = 72 km/h para um carro que se aproximava do aparelho. 07. (Unicamp-SP) Para se obter Vm, o radar mede a diferença de frequências ∆f, dada por ∆ = − = ±f f f V c f 0 m 0 , sendo f a frequência da onda refletida pelo carro, f0 = 2,4 . 1010 Hz a frequência da onda emitida pelo radar e c = 3,0 . 108 m/s a velocidade da onda eletromagnética. O sinal (+ ou –) deve ser escolhido dependendo do sentido do movimento do carro com relação ao radar, sendo que, quando o carro se aproxima, a frequência da onda refletida é maior que a emitida. Pode-se afirmar que a diferença de frequência ∆f medida pelo radar foi igual a A) 1 600 Hz. B) 80 Hz. C) –80 Hz. D) –1 600 Hz. 08. (Unicamp-SP) Quando um carro não se move diretamente na direção do radar, é preciso fazer uma correção da velocidade medida pelo aparelho (Vm) para obter a velocidade real do veículo (Vr). Essa correção pode ser calculada a partir da fórmula Vm = Vr /cos (a), em que a é o ângulo formado entre a direção de tráfego da rua e o segmento de reta que liga o radar ao ponto da via que ele mira. Suponha que o radar tenha sido instalado a uma distância de 50 m do centro da faixa na qual o carro trafegava, e tenha detectado a velocidade do carro quando este estava a 130 m de distância, como mostra a figura a seguir: Rua Radar 50 m 13 0 m Carro α Se o radar detectou que o carro trafegava a 72 km/h, sua velocidade real era igual a A) 66,5 km/h. B) 78 km/h. C) 36¹3 km/h. D) 144/¹3 km/h. 09. (UFRGS-RS) A frequência do som emitido pela sirene de certa ambulância é de 600 Hz. Um observador em repouso percebe essa frequência como sendo de 640 Hz. Considere que a velocidade da onda emitida é de 1 200 km/h e que não há obstáculos entre o observador e a ambulância. Com base nos dados anteriores, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado a seguir, na ordem em que aparecem. https://youtu.be/PB4hH4uxqTk https://youtu.be/w3NFExaIqhQ https://youtu.be/BtbKPGlsOSU https://youtu.be/2CEsEF6GpQQ https://youtu.be/C-pVIIrKDPI Frente B Módulo 18 60 Coleção 6V A ambulância __________ do observador com velocidade de __________. A) afasta-se – 75 km /h B) afasta-se – 80 km/h C) afasta-se – 121 km/h D) aproxima-se – 80 km/h E) aproxima-se – 121 km/h 10. (UFSC–2017) Em uma escola, os professores foram desafiados pelos alunos para uma partida de futebol. O jogo ocorreu no campo de Futebol 7 do bairro. Decorridos 30 minutos da partida, um dos professores lançou a bola para o atacante, que estava impedido, e o juiz acionou o apito. No exato momento do apito do juiz, alguém tirou uma foto. O professor de Física percebeu que a foto poderia ajudá-lo na exemplificação de um fenômeno trabalhado em sala de aula. Na semana seguinte, apresentou a foto, com algumas alterações, como se vê na figura a seguir. Na imagem, é possível observar o juiz e três jogadores, cada qual com a indicação dos módulos e direções de suas velocidades vj (juiz) v1 (jogador 1) v2 (jogador 2) e v3 (jogador 3). Considere os vetores velocidades no plano do gramado e que o som do apito do juiz tem frequência de 500 Hz. v2 = 0 m/s vj = 4 m/s v3 = 5 m/s 30° v1 = 8 m/s Com base na figura e nos dados anteriores, é correto afirmar que: 01. A frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é maior do que a frequência real do som emitida pelo apito. 02. A frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é de, aproximadamente, 494,2 Hz. 04. A frequência do som do apito percebida pelo jogador 2 é de 500 Hz. 08. A frequência do som do apito percebida pelo jogador 1 é a mesma percebida pelo jogador 2. 16. O som do apito percebido pelo jogador 3 possui um timbre maior do que o timbre real do som do apito. 32. O jogador 3 escuta o som do apito com uma frequência de 500 Hz. 64. A frequência do som do apito percebida pelo jogador 3 é maior do que a frequência do som do apito percebida pelo jogador 1. Soma ( ) 11. (UEL-PR) A poluição sonora em grandes cidades é um problema de saúde pública. A classificação do som como forte ou fraco está relacionada ao nível de intensidade sonora I, medido em watt/m2. A menor intensidade audível, ou limiar de audibilidade, possui intensidade I0 = 10−12 watt/m2, para a frequência de 1 000 Hz. A relação entre as intensidades sonoras permite calcular o nível sonoro, NS, do ambiente, em decibéis (dB), dado pela fórmula = NS 10.Log I I 0 . A tabela a seguir mostra a relação do nível sonoro com o tempo máximo de exposição a ruídos. Nível sonoro (dB) Tempo máximo de exposição (em horas) de modo a evitar lesões auditivas irreversíveis 80 16 85 6 90 4 95 2 100 1 Com base nessa tabela, no texto e supondo que o ruído em uma avenida com trânsito congestionado tenha intensidade de 10–3 watt/m2, considere as afirmativas a seguir. I. O nível sonoro para um ruído dessa intensidade é de 90 dB. II. O tempo máximo em horas de exposição a esse ruído, a fim de evitar lesões auditivas irreversíveis, é de 4 horas. III. Se a intensidade sonora considerada for igual ao limiar de audibilidade, então o nível sonoro é de 1 dB. IV. Sons de intensidade de 1 watt/m2 correspondem ao nível sonoro de 100 dB. Assinale a alternativa correta. A) Somente as afirmativas I e II são corretas. B) Somente as afirmativas I e IV são corretas. C) Somente as afirmativas III e IV são corretas. D) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. E) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 12. (EPCAR-MG–2017) Duas fontes sonoras 1 e 2, de massas desprezíveis, que emitem sons, respectivamente, de frequências f1 = 570 Hz e f2 = 390 Hz são colocadas em um sistema, em repouso, constituído por dois blocos, A e B, unidos por um fio ideal e inextensível, de tal forma que uma mola ideal se encontra comprimida entre eles, como mostra a figura a seguir: Fio A B 2 O 1 f1 f2 A fonte sonora 1 está acoplada ao bloco A, de massa 2 m, e a fonte sonora2 ao bloco B, de massa m. Um observador O, estacionário em relação ao solo, dispara um mecanismo que rompe o fio. Os blocos passam, então, a se mover, separados da mola, com velocidade constantes em relação ao solo, sendo que a velocidade do bloco B é de 80 m/s. https://youtu.be/a3Wx750MmtI https://youtu.be/kBvG-3b_8fI https://youtu.be/6m-nPYXMEeI