Question

Quando em repouso, uma corneta elétrica emite um som de frequência 512 Hz. Numa experiência acústica, um estudante deixa cair a corneta do alto de um edifício. Qual a distância percorrida pela corneta durante a queda até o instante em que o estudante detecta o som na frequência de 485 Hz. (Despreze a resistência do ar)

Answer 1

Boa tarde!


Em primeiro lugar precisamos calcular a velocidade da corneta no instante em que a freqüência do som observada pelo estudante é 485 Hz, no entanto, é necessário ter em mente que a freqüência do som emitido é igual a 512 Hz, na realidade, esta diferença se dá devido ao Efeito Doppler. 


f(observada) = f(real) * (V - vo) / (V+vf) 

V = velocidade do som 
vo = velocidade do observador, neste caso = 0 
vf = velocidade da fonte 
Adotar velocidade do som = 340 m/s e g = 9,8 m/s²

485 = 512 * (340) / (340 + vf) 
0,95 = 340 / (340 + vf) 
340 + vf = 340 / 0,95 
340 + vf = 358,93 
vf = 18,93 m/s 


Agora usando a equação de Torricelli para a queda livre da corneta, 
que partiu do repouso (vo = o). 

v² = vo² + 2gd 
(18,93)² = 2 * 9,8 *d 
358,3 = 19,6 * d 
d = 358,3/19,6 = 18,3 m 


Portanto, a distância percorrida pela corneta durante a queda até o instante em que o estudante detecta o som na frequência de 485 Hz equivale a 18,3 metros.

Abraços!