Ondas e som
Doppler — fonte aproximando
Pressione Reproduzir — aumente v_s da fonte em direção ao observador; f′ sobe acima de 440 Hz.
Doppler — fonte aproximando — simulação interativa de Ondas e som. Pressione Reproduzir — aumente v_s da fonte em direção ao observador; f′ sobe acima de 440 Hz. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Efeito Doppler
Uma fonte em movimento comprime as frentes de onda na frente dela, elevando a frequência observada.
Quando a fonte se aproxima de um observador em repouso, cada crista sucessiva é emitida de uma posição mais próxima e chega com maior frequência do que a emitida.
- f′ = f · c/(c − v_s)
- Aproximando → f′ maior
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Uma fonte sonora se move em direção a um ouvinte parado enquanto emite um tom constante. O ouvinte ouve um tom mais alto, mais baixo ou igual à frequência verdadeira da fonte?
Previsões para pesar
- O ouvinte ouve um tom mais alto do que a verdadeira frequência da fonte.
- O ouvinte ouve exatamente o mesmo tom.
- O ouvinte ouve um tom mais baixo.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Frequência da fonte f (Hz)
- Velocidade da fonte v_s (m/s)
O que você mede:
- Frequência observada f′ (Hz)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição de abordagem Doppler e pressione Redefinir. A fonte emite 440 Hz em ar a 20 °C; o ouvinte está parado.
- Habilite a leitura da frequência observada no observador.
- Defina a velocidade de aproximação da fonte para cada tentativa e registre a frequência observada.
Equação governante
Efeito Doppler (fonte móvel) — f′ = f·(c + v_o)/(c − v_s)
Uma fonte movendo-se em direção a um ouvinte estacionário comprime as frentes de onda à sua frente, aumentando a frequência que o ouvinte ouve: f′ = f·c/(c − v_s).
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule f′ = f·c/(c − v_s) usando c = 331.3·√(1 + 20/273.15) m/s para ar a 20 °C. Compare com a tabela.
- Explique por que f′ continua aumentando à medida que v_s cresce, e o que aconteceria com a fórmula (e com o som) se v_s atingisse a velocidade do som c.
Onde isso aparece além do laboratório
- A sirene de uma ambulância soa mais aguda à medida que se aproxima e diminui repentinamente de tom à medida que passa e recua. Use a convenção de sinais da fórmula Doppler para explicar a queda.
- Este experimento cobre apenas uma fonte que se aproxima. Se, em vez disso, a fonte estivesse se afastando, você esperaria que (c − v_s) se tornasse (c + v_s) no denominador? Explique o que isso faz com f′.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.5 Doppler effect
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Bem-vindo ao efeito Doppler: aproximação
- Selecione o observador
- Pressione Reproduzir
- tom ascendente
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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