Efeito Doppler
Determinando a frequência ouvida em situações que ocorre o efeito DopplerApresente para seus alunos exercícios em que eles utilizem as equações do efeito Doppler apresentadas na figura 1. Seguem abaixo dois exercícios exemplares. O primeiro de uso direto e o segundo de contextualização e interpretação de uma situação problema.
Exemplo 1:
Determine a frequência ouvida por um observador em repouso, em relação ao referencial inercial adotado, quando se aproxima, em sua direção, um fonte sonora com velocidade de 30 m/s e frequência de 50 Hz.
Exemplo 2:
Um motorista dirige seu veículo a uma velocidade de 36 km/h quando observa uma ambulância se aproximando por trás dele, com velocidade de 72 km/h. Sabendo que a sirene dessa ambulância emite um som com frequência de 8 kHz, determine a frequência ouvida pelo motorista antes e depois da passagem da ambulância pelo veículo.
Atividade 2: Efeito Doppler no dia a dia:
Você poderá utilizar o vídeo "Oficina de Física - Efeito Doppler" encontrado no you tube: http://www.youtube.com/watch?v=8XcJf4rOefE , acesso em 11/09/2010. Nele é realizado quatro experimentos relacionados ao efeito Doppler:
No primeiro experimento, a moto será a fonte e estará parada com relação aos observadores que serão o motorista do carro e o pedestre.
No segundo experimento, a moto será a fonte em movimento em relação aos observadores que serão o motorista do carro e o pedestre que estarão parados.
O terceiro experimento foi dividido em duas partes: na primeira, o carro será a fonte em movimento e os observadores serão o motociclista e o pedestre parados. Depois, a câmera irá para dentro do carro que será fonte e observador ao mesmo tempo.
Para o último experimento a moto será a fonte em movimento, o carro será um observador se movendo com mesmo módulo, direção e sentido que a moto e o pedestre será um observador parado.
Figura 2: Vídeo "Oficina de Física - Efeito Doppler"
Disponível em: http://www.youtube.com/watch?v=8XcJf4rOefE . acesso em 11/09/201.
Para cada experimento apresentado no vídeo, peça para que os alunos anotem:
- Quem é a fonte;
- Quem é(são) o(s) observador(es);
- Que som é ouvido por cada um dos observadores.
Após a identificação de cada um dos elementos por parte dos alunos, realize um debate para que os alunos apresentem suas respostas justificando como identificaram cada um dos elementos (fonte, observadores e sons ouvidos).
Efeito Doppler e máquina de ultra-som
Pergunte para os alunos se eles sabem como é realizada a determinação do fluxo sanguíneo. Oriente as respostas para o movimento dos glóbulos sanguíneos e máquinas de ultra-som.
A seguir, você encontra uma animação e um artigo informativo escrito por dois médicos. Eles trazem um histórico sobre o efeito Doppler e diferenciam efeito Doppler positivo do negativo no caso da determinação do fluxo sanguíneo. http://www.fetalmed.net/efeito-doppler.html . Acesso em 11/09/2010.
Figura 3: Fluxo sanguíneo e efeito Doppler
Disponível em: http://www.fetalmed.net/efeito-doppler.html. Acesso em 11/09/2010.
Apresente a animação acima para seus alunos e, a exemplo da atividade 2, peça para que eles identifiquem: a fonte, os observadores e a relação entre a frequência emitida e recebida no receptor do ultra-som. Deixe claro aos seus alunos que as células sanguíneas executam dois papéis nesse fenômeno: no primeiro podemos considerá-las como observadores do sinal sonoro emitido pelo ultra-som; no segundo, as células sanguíneas agem como refletores do sinal que será captado pelo dispositivo de ultra-som.
Você poderá, com esse exemplo, citar como funciona o eco e como animais, como o morcego, se orientam em cavernas escuras.
Atividade 3 - Pesquisa avançada:
Peça para que os alunos tragam, para a aula seguinte, uma relação sobre:
- Outras aplicações do efeito Doppler na natureza ou em dispositivos tecnológicos;
- Expliquem, baseados nos princípios físicos da acústica e do efeito Doppler, a aplicação pesquisada.
Com os dados em mãos, separe os alunos em grupos e distribua 4 a 5 cartolinas de tamanho 20 cm x 30 cm para que os alunos registrem os resultados pesquisados. Nela, eles deverão listar de um lado, as outras aplicações do efeito Doppler e no outro o porque as considerou diferentes. Sugira um trabalho de grupo com a socialização em classe e proponha uma forma de disputa que possa envolvê-los na tarefa, como fim do trabalho.
Esta atividade foi extraída da aula Efeito Doppler e equipamentos ultra-som do professor Guilherme Andre Dal Moro - Curitiba/PR. Disponível no Portal do Professor/ MEC. Acessado em 11/07/2013. Todas as informações contidas são de responsabilidade do autor.
