Calculadora do efeito Doppler

O que é o efeito Doppler?

Quando uma fonte sonora e um ouvinte se movem um em relação ao outro, a frequência ouvida difere da frequência emitida. A sirene de uma ambulância em aproximação soa mais aguda e, ao se afastar, mais grave. Esse é o efeito Doppler.

Fórmula

f' = f × (v ± vo) / (v ∓ vs)

Aqui f é a frequência da fonte, v é a velocidade do som no meio, vo é a velocidade do observador e vs é a velocidade da fonte. A regra dos sinais:

• Observador em direção à fonte: mais no numerador. Afastamento: menos
• Fonte em direção ao observador: menos no denominador. Afastamento: mais

A aproximação aumenta a frequência e o afastamento a reduz. Na calculadora, insira as velocidades como números positivos e escolha o sentido na lista.

Exemplo

Uma ambulância com sirene de 1000 Hz se aproxima de uma pessoa parada a 30 m/s (108 km/h), com velocidade do som de 340 m/s. A frequência ouvida é 1000 × 340 / (340 − 30) = 1097 Hz. Após passar e se afastar, a frequência ouvida é 1000 × 340 / (340 + 30) = 919 Hz. A altura do som cai 178 Hz durante a passagem.

Quem se move: a fonte ou o observador?

Os dois casos não produzem o mesmo resultado. Uma fonte em movimento comprime as ondas à sua frente e reduz o comprimento de onda. Um observador em movimento mantém o comprimento de onda e apenas encontra as ondas com maior frequência. Uma fonte em aproximação a 30 m/s produz 1097 Hz, enquanto um observador em aproximação na mesma velocidade ouve 1088 Hz.

Limites

A fórmula vale para o som em ar parado. Fonte e observador precisam se mover na mesma reta. Se a fonte atingir a velocidade do som, a fórmula deixa de valer. Luz, radar e ondas de rádio seguem a relação relativística.