Questão 49 do ENEM 2016 — Física
Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante fA.
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 fO(t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.
Qual esboço gráfico representa a frequência fO(t) detectada pelo observador?
Resolução comentada
É o efeito Doppler: enquanto a ambulância se aproxima com velocidade constante, o observador ouve uma frequência constante e mais alta que fA; no instante em que ela passa e começa a se afastar, a frequência cai bruscamente para um novo valor constante, agora mais baixo que fA. O gráfico correto mostra esse degrau: um patamar alto, uma queda repentina no momento da passagem e um patamar baixo em seguida.
Gráficos que mostram a frequência subindo ou descendo aos poucos durante a aproximação ou o afastamento estão errados: como a velocidade da ambulância é constante em cada trecho, a frequência percebida também permanece constante nesse trecho — ela só salta de um patamar para o outro no instante exato da passagem, sem transição gradual.