Efeito Doppler

3 37 Sons e o Efeito Doppler O efeito Doppler é uma alteração na frequência observada de um som devido ao movimento da fonte ou do observador Embora menos familiar esse efeito é facilmente percebido por uma fonte estacionária e um observador em movimento Por exemplo se você passar por uma buzina de aviso estacionária você ouvirá a mudança de frequência da buzina de alta para baixa ao passar A mudança real na frequência devido ao movimento relativo da fonte e do observador é chamada de desvio Doppler Fonte Dreamstime 2024 Figura 28 Efeito Doppler Fonte Nasa 2024 Quando uma fonte está se movendo e o observador está parado a frequência observada é Quando uma fonte está se movendo e o observador está parado a frequência observada é Christian Johann Doppler 18031853 O efeito Doppler e o desvio Doppler foram nomeados em homenagem ao físico e matemático austríaco que fez experimentos com fontes móveis e observadores em movimento O Doppler por exemplo fazia com que músicos tocassem em um vagão de trem aberto em movimento e também tocassem em pé ao lado dos trilhos do trem quando um trem passava Sua música foi observada dentro e fora do trem e as mudanças na frequência foram medidas 3 38 Experimento 11 381 Objetivo do experimento Verificar o efeito Doppler 382 Materiais 1 fonte sonora móvel um celular por exemplo 383 Link para acesar o gerador de frequência Gerador de Frequência para andróid Disponível em httpsplaygooglecomstoreappsdetailsidcomboedechoelfrequen cygeneratorhlptBRglUS 384 Procedimentos 1 Selecionar no gerador uma frequência link acima entre 500Hz e 1200Hz e registrar o valor 2 Movimentar girar o telefone em círculos sobre sua cabeça mantendo uma velocidade constante a fonte sonora com um determinado som especifico ou frequência de modo que ela se aproxime e depois se afaste do seu ouvido você deve ficar imóvel sentado ou em pé 3 Verificar o que acontece com o som quando a fonte se aproxima e quando a fonte se afasta e registrar 4 Repetir os mesmos procedimentos acima para mais valores de frequências diferentes Atenção Para obter melhor resultado dos experimentos e verificação do fenômeno tente encontrar um local sem muitos ruídos Efeito Doppler Fonte Mundo Educação 2024 Figura 29 Efeito Doppler 3 Atividades Após executar os procedimentos anteriores e registrar os detalhes dos experimentos responda as questões abaixo 1 Em comparação com as frequências utilizadas o que você observou quando estava girando o telefone em um círculo com raio maior mas com a mesma velocidade Explique baseado nos conceito físicos 2 Agora novamente em comparação com as frequências utilizadas o que você observou quando estava girando o telefone em um círculo com raio menor mas com uma velocidade superior à primeira ou seja mais rápido Explique baseado nos conceitos físicos Experimento com Efeito Doppler 1 Ao rotacionar o telefone sobre certa frequência observase que em determinados momentos o som se encontra mais agudo ou mais grave ou até mesmo não havendo diferença entre o som sem movimento Para entender melhor cada passo devese entender o que são sons agudos e graves O som é uma onda que se propaga pelo meio no caso do experimento ele se propaga no ar Por ser uma onda ele sofre o efeito Doppler neste caso com a fonte em movimento circular e o observador parado O som agudo e grave tem relação com a frequência sons mais agudos possuem frequência maiores enquanto sons mais graves possuem frequências menores Observase que o efeito Doppler relaciona a velocidade relativa de afastamento ou aproximação da fonte ou observador Se girarmos o celular em um plano paralelo ao chão como se experimentou e com sentido horário iniciando o movimento próximo ao ouvido observase que inicialmente o som mesmo que em movimento está com o mesmo som do que ele parado e em um momento posterior o som passa a ficar cada vez mais grave e depois menos grave porém ainda mais grave do que em repouso até que o celular encontrase diametralmente oposto ao ouvido onde mais uma vez o som é o mesmo em repouso mas agora com o movimento subsequente o som passa a ser mais agudo e em momento subsequente o som passa a ser menos agudo porém mais agudo que com o celular em repouso O que podemos observar é O que se observa pela figura é que no primeiro momento é diametralmente oposto não existe movimento relativo de aproximação ou afastamento pelo efeito Doppler por isso não existe variação no som 𝑓 𝑓0 Durante a rotação de 45 a partir do ouvido o vetor velocidade projetado na linha que liga o círculo ao observador aumenta até o vetor estar paralelo a esta linha e com isso o som se torna mais grave a partir desse ponto ainda existe afastamento mas o vetor velocidade é mais uma vez projetado na linha tornandose menor e portanto o som ainda é grave porém menos grave do que em 45 até que ele retorna ao ponto diametralmente oposto A partir desse ponto o som se torna mais grave até o momento em que ele fica mais grave nesse momento o celular teria rotacionado 315 e o vetor velocidade que agora é projetado na direção Se aproximando do observador isso torna o som mais agudo pelo efeito Doppler 2 Ao rotacionar em um círculo menor mas de maior velocidade o ponto mais próximo do ouvido e o diametralmente oposto não altera a frequência pelo motivo da 1 Dessa vez pelo fato da velocidade ser maior a frequência sofre uma maior alteração sons graves se tornam mais graves e sons agudos se tornam mais agudos