ENEM 2016 · Ciências da Natureza
Questão 49 do ENEM 2016
Resposta: letra D. Uma ambulância com sirene de frequência constante se aproxima e depois se afasta de um observador parado; qual gráfico mostra a frequência detectada ao longo do tempo?
Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante f_A. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância.
O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em função do tempo f_O(t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.
Qual esboço gráfico representa a frequência f_O(t) detectada pelo observador?
- A
- B
- C
- D
Resposta correta - E
Como resolver a questão 49 passo a passo?
O conceito que resolve
Efeito Doppler: quando a fonte se aproxima, as frentes de onda chegam mais juntas e o observador detecta frequência maior que a emitida; quando a fonte se afasta, detecta frequência menor.
Como chegar na resposta
- Como o movimento é retilíneo e uniforme, a frequência detectada é constante enquanto a ambulância se aproxima, e constante enquanto se afasta.
- Na aproximação, a frequência detectada é maior que f_A; no afastamento, é menor que f_A.
- A passagem pelo observador faz a curva descer de um patamar acima de f_A para um patamar abaixo de f_A, o que corresponde ao gráfico D.
Por que cada alternativa
- AMostra a frequência oscilando, como se a velocidade da fonte variasse; a fonte tem velocidade constante.
- BMostra um pico passageiro e retorno a f_A, sem diferença entre aproximação e afastamento.
- CMostra frequência menor antes e maior depois, que é o inverso do efeito Doppler esperado.
- DCorreta: patamar acima de f_A na aproximação e patamar abaixo de f_A no afastamento.
- EMostra frequência igual a f_A o tempo todo, que só ocorreria se não houvesse movimento relativo.
Onde essa questão derruba a maioria
O som da sirene não muda de verdade: o que muda é a frequência detectada, por causa do movimento relativo entre fonte e observador.
O que estudar se você errou
Revise ondas sonoras e efeito Doppler.