Física, perguntado por MariaLopez, 1 ano atrás

Dados: V = velocidade do som = 340 m/s;
h = 6,63.10-34 J.s = 4,13.10-15 eV.s ; c = 3.108 m/s

01- Os radares são dispositivos que permitem determinar tanto a posição quanto a velocidade de objetos que se aproximam. Para isso o radar contém um emissor de ondas e também um receptor de frequências. Após a emissão da onda do radar, o receptor é acionado. Caso haja objetos nas proximidades, a onda será refletida. Essa onda refletida é então detectada pelo receptor do radar. Considere que um navio em repouso utilize seu radar emitindo ondas ultrassônicas de 600 kHz e que essas ondas se propagam na água a uma velocidade de 1550 m/s. Esse radar detectou uma onda refletida por um submarino 2,4 segundos após a emissão da onda inicial. A frequência da onda detectada (refletida) era de 620 kHz.

a) (0,15) Calcule a distância entre o navio e o submarino.
b) (0,10) O submarino está se aproximando, se afastando ou em repouso em relação ao navio? Justifique sucintamente.
b) (0,15) Calcule a velocidade do submarino.

Soluções para a tarefa

Respondido por SuzanaFreitas
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a) A distância entre o navio e o submarino será a metade da distância percorrida pela onda emitida: S = vt ⇒ S = 1550 . 2,4 = 3720 m. A metade disso é 1860 m, que é a distância entre o navio e o submarino.

b) Como a frequência recebida pelo observador em repouso (navio) é mais alta do que a emitida, temos que a fonte sonora (neste caso o submarino age como fonte, pois está refletindo a onda) está se aproximando do observador. Podemos verificar isso na equação do efeito Doppler  f_{a}=f (\frac{ V_{s} \± V_{o}  }{V_{s} \± V_{f}})  , onde Vs é a velocidade do som, Vo é a velocidade do observador e Vf é a velocidade da fonte. Lembre-se que o sentido positivo é do observador para a fonte. No nosso caso, Vo=0, e fa > f, e isso só acontece se tivermos o sinal negativo no denominador, isto é, se a fonte estiver se aproximando do observador.

c) Utilizando a fórmula acima e já substituindo os valores, temos:
620=600( \frac{340 }{340- V_{f}  } ) \\  V_{f}=340-( \frac{600.340}{620} ) =11 m/s (aprox)

manoronha: A)
Dados:
F= 600 Hz – Navio em repouso
V= 1550 m/s
T = 2,4 s
F’ = 620 Hz
S = V.T
S = 1.550 . 2,4 = 3.720

Como 2,4 s é o tempo de ida e volta usaremos somente a metade do
espaço percorrido.

S = 3.720 / 2 = 1.860

Resposta: A distância entre o navio e o submarino é de 1.860 m

B) O submarino está se aproximando do navio, pois houve aumento dafreqüência da onda percebida pelo radar, havendo assim a diminuição docomprimento, fato queocorre quando a fonte está indo no mesmo sentidodo observador.
manoronha: C) F’ = F ( V± Vo)
V±Vf

620 = 600 (1550 + 0)
1550 – Vf

620. (1550 – Vf) = 600.1550
620 (1550 – Vf) = 930000
(1550 – Vf) = 930000
620
- Vf = 1500 – 1550
- Vf = -50(-1)
Vf = 50 m/s

Resposta: A velocidade do submarino é de 50 m/s
SuzanaFreitas: manoronha, vc utilizou a velocidade do som como 1550 m/s, o que está errado.
SuzanaFreitas: Nãaaooo! Mil desculpas, vc está certíssima, tem que usar a velocidade de 1550 m/s!!! Muito obrigada Manoronha, vou editar a resposta! :)
SuzanaFreitas: Droga, não dá pra editar :(
manoronha: Maria Lopes, entre no grupo do face que sempre tem ajuda por lá... entra no grupo do face que sempre tem ajuda lá https://www.facebook.com/groups/380933412077448/
tecnicosetrab: Qual resposta está correta da letra c (11 m/s) ou 50 m/s?
manoronha: eu entendo que é 50
SuzanaFreitas: é 50 m/s, os comentários aih em cima esclarecem o erro.
wagnerluiz14: Ufa, mandei certo!!
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