Efeito Doppler: frequência percebida pelo observador
Informe a frequência da fonte, as velocidades e a temperatura para ver a velocidade do som e a frequência percebida pelo observador.
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A frequência percebida
f' = f · (v ± vo) ÷ (v ∓ vs); v = 331,3 · √(1 + T ÷ 273,15)
A velocidade do som a 20 °C é 343,21 m/s. Uma fonte de 440 Hz que se aproxima a 30 m/s de um observador parado é percebida a 482,144 Hz, 42,144 Hz acima. Afastando-se, a frequência percebida cai a 404,632 Hz.
Convenção de sinais
- No numerador, o observador que se aproxima da fonte soma sua velocidade; o que se afasta subtrai.
- No denominador, a fonte que se aproxima subtrai a sua velocidade; a que se afasta soma.
- A razão entre a velocidade da fonte e a do som é o número de Mach da fonte: 0,0874 no primeiro exemplo.
Limites
- Velocidades ao longo da linha entre a fonte e o observador, com o ar parado; vento e movimentos oblíquos não entram.
- A fonte precisa ser mais lenta que o som; a página recusa velocidades iguais ou maiores.
- A velocidade do som depende da temperatura; a página mostra a que usou.
Perguntas frequentes
Como calcular a frequência percebida pelo efeito Doppler?
Use f' = f · (v ± vo) ÷ (v ∓ vs). Uma sirene de 440 Hz se aproximando a 30 m/s, com som a 343 m/s, é ouvida a cerca de 482 Hz.
Como a frequência percebida muda quando a fonte se aproxima?
Ela sobe quando a fonte se aproxima e cai quando se afasta: f = f0 · (v ± vo) ÷ (v ∓ vs), com v a velocidade do som no ar à temperatura informada.
Por que a sirene da ambulância muda de tom ao passar?
Porque a frequência percebida é maior na aproximação e menor no afastamento, pelo efeito Doppler.