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Sabemos que quando uma fonte sonora se movimenta relativamente a um observador, a frequência do som por ele percebida (frequência aparente) é diferente da frequência própria, emitida pela fonte.
Por ser um assunto complexo, o estudo do efeito Doppler merece ser levado para a sala de aula não apenas com base em exemplos de sirenes de ambulâncias, carros de som, etc. A fim de tornar o assunto mais interessante, nessa sugestão de ensino estamos propondo que o professor leve seus alunos para verificar a existência desse fenômeno físico fora da sala de aula. Essa sugestão pode ser realizada com todos os alunos da classe em um local aberto, como, por exemplo, uma rua não movimentada.
Para essa experiência é necessária a disposição do professor, dos alunos e de alguns colaboradores. Para que se ouça melhor o efeito é bom ter duas fontes sonoras diferentes, como uma moto e um carro.
Primeira experiência – Fonte sonora e observador em repouso
Nesse caso não há o efeito Doppler, pois todos estão parados entre si. Para que isso seja verificado acione a buzina do carro e posteriormente a buzina da moto. Como a fonte está em repouso em relação aos observadores, a frequência aparente é igual à da fonte.
Segunda experiência – Fonte sonora em movimento e observadores em repouso
Observe que quando o móvel (buzinando) se aproxima do observador, a frequência é mais alta, ou seja, o som é mais agudo. Porém, quando o móvel passa pelos observadores, sua frequência diminui, tornando o som mais grave. Portanto, nesse caso ocorre o efeito Doppler em relação aos observadores em repouso.
Nessas experiências podemos verificar que o efeito Doppler só ocorre quando há movimento relativo entre a fonte sonora e o observador, ou seja, se o observador e a fonte se encontrarem em repouso não haverá efeito Doppler; porém, se houver um movimento relativo entre fonte e observador será possível observar a ocorrência do efeito Doppler.
Podemos também verificar esse efeito se observarmos um carro de som que passa por nós (observadores) quando estamos parados ou com velocidade muito menor do que a do carro de som. Perceberemos que a frequência é maior quando o carro se aproxima; e ela se torna menor à medida que o carro se distancia do observador.
Após realizar a atividade com os alunos, o professor pode iniciar o estudo da equação que fornece a variação da frequência de uma onda em razão do movimento relativo entre a fonte emissora e o observador.
Por Domiciano Marques
Graduado em Física