Considere-se uma fonte sonora móvel S, que se desloca à velocidade uniforme Vs, emitindo um som de frequência f e um observador O que se desloca à velocidade uniforme Vo. Seja θs o ângulo entre SO e Vs e θo ângulo entre OS e Vo. Para velocidades não relativistas, a frequência de f' é dada em função da frequência f retirada da relação:
Considere-se um observador imóvel perto de uma estrada, ouvindo a buzina de um carro que se aproxima, mas que depois se afasta dele com uma velocidade V.
Inicialmente, ele apercebe-se de um som com frequência f ' = f.c/(c - V), mais aguda do que f.
Quando o veículo se encontra ao seu nível, ouve um som de frequência f (sem efeito transversal) e, finalmente, um som cuja frequência tende para f '' = f.c/(c + V) (mais grave) quando a fonte se afasta.
A aplicação:
A fonte (ponto vermelho) desloca-se com uma velocidade constante, ajustável recorrendo ao cursor vermelho.
Em intervalos de tempo iguais, esta fonte emite uma onda esférica que se propaga com uma velocidade c = 340 m/s. (Os círculos de onda a azul foram emitidos quando a fonte ocupava uma posição representada a azul).
Quando a fonte se aproxima do observador (ponto verde), as frentes de onda são mais reforçadas do que se a fonte estivesse imóvel: o comprimento de onda dimunui, a frequência aumenta e o observador recebe um som mais agudo. É o contrário do que se verifica quando uma fonte se afasta.
Quando a velocidade do carro alcança a da onda, há uma concentração de energia vibracional no carro que provova fenómenos não lineares complexos. (barreira do som)
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010
