ENEM 2024/099
Para resolver esta questão, precisamos entender o efeito Doppler, que descreve a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador que se move em relação à fonte da onda. No caso de uma ambulância se movendo em direção a um radar, a frequência percebida pelo radar será diferente da frequência emitida pela sirene da ambulância.
Quando a ambulância se aproxima do radar, as ondas sonoras são comprimidas, resultando em uma frequência mais alta (som mais agudo) percebida pelo operador do radar. Isso é conhecido como efeito Doppler.
Para a frequência das ondas de rádio refletidas pela ambulância, podemos usar a fórmula do efeito Doppler para ondas refletidas:
\( f_r = f_0 \left(\frac{v + v_r}{v - v_s}\right) \)
onde:
\( f_r \) é a frequência refletida,
\( f_0 \) é a frequência emitida pelo radar,
\( v \) é a velocidade do som no ar,
\( v_r \) é a velocidade do radar (que é zero, pois está estacionário),
\( v_s \) é a velocidade da ambulância.
Como a ambulância está se movendo em direção ao radar, \( v_s \) é positivo. Portanto, a frequência refletida \( f_r \) será maior que a frequência emitida \( f_0 \).
Assim, a resposta correta é a alternativa D:
Mais agudo do que o som emitido e \( f_r > f_0 \).
A questão aborda o Efeito Doppler, um fenômeno físico que descreve a mudança na frequência de uma onda em relação a um observador em movimento em relação à fonte da onda.
Efeito Doppler:
Quando uma fonte de ondas (como a sirene da ambulância) se aproxima de um observador (o operador do radar), o observador percebe uma frequência *maior* do que a frequência emitida pela fonte. Isso ocorre porque as cristas das ondas chegam ao observador com maior frequência devido ao movimento da fonte.
Quando a fonte se afasta do observador, o observador percebe uma frequência *menor* do que a frequência emitida.
Análise da Questão:
A questão descreve a ambulância se aproximando do radar. Portanto, o operador do radar perceberá o som da sirene como mais *agudo* (maior frequência) do que o som emitido pela sirene.
O radar emite ondas de rádio com frequência \(f_0\). Quando essas ondas atingem a ambulância em movimento, elas são refletidas de volta com uma frequência diferente (\(f_r\)). Como a ambulância está se aproximando, a frequência das ondas refletidas será *maior* do que a frequência emitida pelo radar (\(f_r > f_0\)).
Conclusão:
O operador percebe o som da sirene mais agudo do que o som emitido, e a frequência refletida pelo radar é maior do que a frequência emitida (\(f_r > f_0\)).
Resposta: (D)