ENEM 2024 — Questão 109: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa D
Mais agudo do que o som emitido e fr maior que f zero.
A questão envolve o efeito Doppler, que descreve a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador que está se movendo em direção ou se afastando da fonte da onda.
Uma ambulância em alta velocidade com a sirene ligada desloca-se em direção a um radar operado por uma pessoa. O radar emite ondas de rádio com frequência f zero que são refletidas pela dianteira da ambulância, retornando para o detector com frequência fr. A percepção do operador do radar, em relação ao som emitido pela sirene, é de que este se altera à medida que a ambulância se aproxima ou se afasta. Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências fr e f zero medidas pelo radar?
Resolução comentada da questão 109 do ENEM 2024
Resolução
A questão envolve o efeito Doppler, que descreve a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador que está se movendo em direção ou se afastando da fonte da onda. No caso da ambulância, quando ela se aproxima do radar, as ondas sonoras emitidas pela sirene são comprimidas, resultando em um som percebido como mais agudo. Essa compressão ocorre porque a fonte da onda (a sirene) está se movendo em direção ao observador (o operador do radar).
Além disso, a frequência refletida (fr) que o radar detecta será maior do que a frequência original (f zero) emitida pela sirene. Isso se deve ao fato de que, ao se aproximar, a ambulância não apenas emite ondas sonoras, mas também reflete as ondas que o radar emite. Assim, a relação entre as frequências é que fr é maior que f zero durante a aproximação.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta alternativa sugere que o som é mais grave e que fr é menor que f zero. Isso está incorreto, pois, durante a aproximação, o som se torna mais agudo e fr é maior que f zero.
(B) Aqui, a afirmação de que o som é mais agudo, mas que fr é menor que f zero, também é errada. O som realmente se torna mais agudo, mas a frequência refletida fr deve ser maior que a frequência original f zero.
(C) Esta alternativa afirma que o som é mais agudo e que fr é igual a f zero. Embora a primeira parte esteja correta, a segunda parte está errada, pois a frequência refletida é maior durante a aproximação.
(D) Esta é a alternativa correta. O som é percebido como mais agudo e fr é maior que f zero, de acordo com o efeito Doppler.
(E) A alternativa sugere que o som é mais grave e que fr é maior que f zero. Isso é incorreto, pois o som se torna mais agudo durante a aproximação, não mais grave.
Conceito-chave para revisar
O conceito central aqui é o efeito Doppler, que descreve como a frequência de uma onda muda em relação a um observador em movimento. Para aprofundar seus conhecimentos, você pode estudar a relação entre movimento relativo e a percepção de ondas sonoras e eletromagnéticas em livros de física ou em recursos online que abordem a acústica e a teoria das ondas.
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