*Efeito Doppler

Duas (2) aulas de 50 minutos cada.

* Ondas Sonoras.

1º Aula:

Inicie a aula com uma atividade que terá como função revisar os conceitos de ondas sonoras já vistas pelos alunos, como frequência, altura e espectro sonoro. Distribua várias tiririnhas de papel com afirmações corretas e incorretas sobre os conceitos de ondas sonoras, como por exemplo: 1º tirinha: A unidade de frequência é o Hertz (Hz); 2º tirinha: A unidade de frequência é Newton (N); 3º tirinha: O som é um tipo de onda mecânica; 4º tirinha: O som é um tipo de onda eletromagnética; e assim por diante. Ao término da distribuição, peça para um (ou alguns) aluno (s) ler (em) o  texto que se encontra  em: pt.wikipedia.org/wiki/Som. Ressaltamos que, antes do professor entregar as tirinhas e o texto para a leitura , é necessário que  ele substitua os conceitos de ondas sonoras corretos no referido texto por conceitos errados e transfira estes conceitos corretos  (contidos no texto em questão) para as tirinhas, bem como acrescente conceitos errados a estas,  para que  sejam distribuidas aos alunos.
Desta forma, no texto haverá conceitos errôneos, sendo que, os alunos que estiverem com as tirinhas com a afirmação correta deverão se manifestar e os que estiverem com as tirinhas contendo afirmações erradas deverão corrigi-las e falar a resposta correta. Se os alunos não corrigirem ou se errarem o conceito, o professor deverá corrigi-los na mesma hora. Ao final da aula, o texto deverá ser lido por inteiro, substituindo nessa leitura, as frases incorretas pelas corretas a fim de que fique gravado o conceito verdadeiro.

2º Aula:

Explique aos alunos o conceito que será trabalhado - efeito Doppler e distribua a reportagem do jornal "Folha de São Paulo" postado logo abaixo:

Resumão/física - O efeito Doppler nas estradas
PROFESSOR PARDAL
especial para a Folha de S.Paulo

Muitas são as utilizações das ondas eletromagnéticas e, entre elas, poderíamos citar os radares. Esses aparelhos são extremamente úteis na aviação, nas campanhas e nos treinamentos das Forças Armadas, nas pesquisas científicas, na navegação, na previsão do tempo e no controle de tráfego e de velocidade de automóveis, ônibus e caminhões.

O princípio de funcionamento desses aparelhos é basicamente o mesmo em todos os casos. Emite-se uma onda eletromagnética, normalmente de rádio (da ordem de alguns megahertz até alguns milhares de megahertz), que atinge algum objeto, em que é refletida e recapturada pelo receptor do radar.

Conforme afirmou o físico austríaco Johann Christian Doppler, se a fonte de ondas e o receptor dessas ondas (no nosso caso, objeto refletindo ondas, e o radar recebendo-as) estiverem se aproximando, o receptor perceberá uma freqüencia maior devido ao movimento da fonte. Porém, se fonte e receptor estiverem se afastando, a recepção percebe um decréscimo na freqüência.

Um dos radares muito conhecidos por nós é o de sinal contínuo, ou melhor, do tipo Doppler. Está difícil entender? Que tal "radar de estradas utilizados pela Polícia Rodoviária"? O funcionamento do radar do tipo Doppler baseia-se nos deslocamentos dos móveis. O aparelho emite uma freqüência de maneira contínua e constante. Se o automóvel em questão estiver se movimentando em direção à fonte, o receptor do radar identificará um aumento na freqüencia. A diferença entre as freqüencias emitidas e refletidas será traduzida pelo decodificador no radar como um valor de velocidade. Esse tipo de radar também funciona quando o móvel está se afastando. Novamente o que está em jogo é a diferença entre as freqüencias de emissão e de recepção.

Fica fácil perceber que, quanto maior a diferença entre os sinais emitidos e recebidos pelo radar, maior será a velocidade do móvel. Digamos que a multa é diretamente proporcional a essa diferença. Quanto maior for essa diferença, maior poderá ser a sua multa por excesso de velocidade. Portanto desacelere seu automóvel e acelere seus estudos.
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Professor Pardal leciona no Curso e Colégio Objetivo (Americana, Sorocaba e São Roque), no COC-Universitário (Osasco) e no Curso Aprove, onde é coordenador

Explique que o Efeito Dopller acontece quando o comprimento de onda observado é maior ou menor conforme sua fonte se afaste ou se aproxima do observador e para isso utilize o exemplo de uma ambulância com sirene ligada que passa por um observador. Ao se aproximar, o som é mais agudo e ao se afastar, o som é mais grave. De modo análogo, ao trafegar em uma estrada, o ruído do motor de um automóvel que vem em sentido contrário apresenta-se mais agudo enquanto ele se aproxima, e mais grave a partir do momento em que se afasta (após cruzar com o observador).
Após exemplificar os conceitos, distribua o texto aos alunos e de um curto espaço de tempo para que o texto seja lido por eles e logo após comece a apresentação do vídeo.

 

Oficina de física - efeito Doppler - onda sonora

 

Esse vídeo explica e demonstra o efeito Doppler em 4 experiências distintas. Assim, é importante que o professor interrompa a apresentação (pause o vídeo) ao término de cada experiência.

Na primeira experiência, será demonstrado a fonte sonora (buzina) em repouso e os observadores também parados (em repouso). Explique que o Efeito Doppler não ocorre nesse exemplo, pois quando a fonte sonora se mantém em repouso não é possível observar tal efeito.

Na segunda experiência observamos que a fonte (buzina da moto) está em movimento e os observadores estão parados. Explique que o Efeito Doppler ocorre nesse exemplo, pois quando a fonte sonora se mantém em movimento e os observadores em repouso é possível observar tal efeito.

Na terceira experiência a fonte está em movimento (buzina do carro), mas agora temos dois casos:
1º - Os observadores estão parados em relação à Terra.
2º - O observador está dentro do carro.
Explique que o Efeito Doppler ocorre no primeiro caso, pois quando a fonte sonora se movimenta e o observador fica em repouso é possível observar tal efeito e explique que o Efeito Doppler não ocorre no segundo caso, pois quando a fonte sonora e o observador estão se movimentando juntos, não é percebível tão efeito.

Na quarta e última experiência temos um caso interessante. Nesta, a fonte (buzina da moto) está em movimento e temos dois casos novamente:
1º - Um observador num carro ao lado da fonte, mas com velocidade constante a da moto.
2º - Um observador em repouso em relação aos automóveis.

Explique que o Efeito Doppler não ocorre nesse primeiro caso, pois quando a fonte sonora e o observador estão se movimentando com velocidades constantes e na mesma direção e sentido não é possível observar tal efeito. Já no segundo caso o Efeito Doppler ocorre, pois quando a fonte sonora se movimenta e o observador fica em repouso é possível observar tal efeito.
 

Nome	Tipo

Teoria: http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_T04.asp http://br.youtube.com/watch?v=2XQcmV1TSnk http://www.fisica-potierj.pro.br/poligrafos/doppler.htm http://br.geocities.com/saladefisica3/laboratorio/doppler/doppler.htm http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/doppler/tintim1.htm

Ao término da primeira aula, peça para que os alunos formem grupos com 5 integrantes e façam uma pesquisa sobre onde eles vêem o efeito Doppler no cotidiano deles e que apresentem isto na próxima aula.