Grade 9
  1. Mecânica  1.1. Movimento  1.1.1. Tipos de movimento  1.1.2. Distância e deslocamento  1.1.3. Velocidade e Velocidade  1.1.4. Aceleração  1.1.5. Representação gráfica do movimento  1.1.6. Equações do movimento  1.1.7. Movimento uniforme e não uniforme  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Velocidade relativa  1.1.10. Movimento circular  1.2. Leis da força e movimento  1.2.1. O conceito de força  1.2.2. A primeira lei do movimento de Newton  1.2.3. Segunda lei do movimento de Newton  1.2.4. Terceira Lei de Newton do Movimento  1.2.5. Inércia e tipos de inércia  1.2.6. Movimento  1.2.7. Conservação do momento  1.2.8. Aplicação das leis de Newton na vida cotidiana  1.2.9. Tipos de Forças (Contato e Não Contato)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Força Gravicional  1.3.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.3.2. Importância da Força Gravitacional  1.3.3. Aceleração devido à gravidade  1.3.4. Queda livre e ausência de peso  1.3.5. Massa e peso  1.3.6. Variação de g com altura e profundidade  1.3.7. Leis do movimento planetário de Kepler  1.3.8. Satélites e suas órbitas  1.4. Trabalho, Energia e Potência  1.4.1. Conceito de trabalho  1.4.2. Ações positivas e negativas  1.4.3. Trabalho realizado por força constante e variável  1.4.4. Energia e suas formas  1.4.5. Kinetic energy and potential energy  1.4.6. Lei da conservação de energia  1.4.8. Unidade comercial de energia  1.4.9. Teorema Trabalho-Energia  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Mechanical advantage  1.5.3. Eficiência das máquinas  1.5.4. Alavancas e seus tipos  1.5.5. Polias e Planos Inclinados  1.5.6. Engrenagens e seus usos
  2. Propriedades da matéria  2.1. Estados da matéria  2.1.1. Sólidos, líquidos e gases  2.1.2. Propriedades dos diferentes estados da matéria  2.1.3. Mudança no estado da matéria  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidade e pressão  2.2.1. Conceito de densidade e densidade relativa  2.2.2. Pressão em sólidos, líquidos e gases  2.2.3. Lei de Pascal e suas Aplicações  2.2.4. Pressão atmosférica e suas variações  2.2.5. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Flutuabilidade e o princípio de Arquimedes  2.3.1. Força de flutuabilidade  2.3.2. Princípio de Arquimedes  2.3.3. Aplicações do Princípio de Arquimedes  2.3.4. Objetos flutuantes e afundantes  2.3.5. Teoria da Flotação e Princípio de Arquimedes
  3. Calor e Termodinâmica  3.1. Temperatura e calor  3.1.1. Conceito de calor e temperatura  3.1.2. Medição de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condução de calor  3.2.2. Convecção de calor  3.2.3. radiação de calor  3.2.4. Aplicações da transferência de calor  3.2.5. Condutividade térmica  3.3. Expansão térmica  3.3.1. Expansão de sólidos, líquidos e gases  3.3.2. Expansão anômala da água  3.3.3. Aplicações da Expansão Térmica  3.4. Capacidade calorífica específica e calor latente  3.4.1. Conceito de capacidade calorífica específica  3.4.2. Medição e aplicações do calor específico  3.4.3. Calor latente de fusão e vaporização  3.4.4. Motores Térmicos e Eficiência
  4. Ondas e som  4.1. Ondas e seus tipos  4.1.1. Ondas mecânicas e eletromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinais e Transversais  4.1.3. Propriedades das Ondas  4.1.4. Comprimento de onda, frequência e velocidade da onda  4.1.5. Superposição de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Natureza e transmissão do som  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Reflexão do som e eco  4.2.4. Sonar e ultrassom  4.2.5. Ressonância e pulsação  4.3. Características do som  4.3.1. Intensidade, volume e qualidade do som  4.3.2. Efeito Doppler no som
  5. Iluminação e Óptica  5.1. Reflexão da luz  5.1.1. Leis da reflexão  5.1.2. Reflexão em um espelho plano  5.1.3. Reflexão em um espelho esférico  5.1.4. Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos  5.1.5. Aplicações da Reflexão  5.2. Refração da luz  5.2.1. Leis da refração  5.2.2. Índice de refração  5.2.3. Refração através de uma placa de vidro  5.2.4. Refração na água e no ar  5.2.5. Lentes e seus tipos  5.2.6. Formação de imagens por lentes convexas e côncavas  5.2.7. Reflexão interna total e suas aplicações  5.3. Dispersão e espalhamento de luz  5.3.1. Espectro da luz branca  5.3.2. Prismas e Dispersão  5.3.3. Efeito Tyndall e céu azul
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Carga elétrica e eletricidade estática  6.1.1. O conceito de carga elétrica  6.1.2. Carregamento por fricção, contato e indução  6.1.3. Eletroscópio e seu funcionamento  6.2. Corrente Elétrica  6.2.1. O conceito de corrente elétrica  6.2.2. Lei de Ohm e Resistência  6.2.3. Fatores que afetam a resistência  6.2.4. Circuitos em Série e Paralelo  6.2.5. Efeito térmico da corrente elétrica  6.2.6. Potência e energia elétrica  6.3. Magnetismo  6.3.1. Ímãs naturais e artificiais  6.3.2. Propriedades dos ímãs  6.3.3. Magnetismo da Terra  6.3.4. Campo magnético e linhas de campo  6.3.5. Eletroímãs e suas aplicações
  7. Física Moderna  7.1. estrutura do átomo  7.1.1. Estrutura Atômica e Partículas Subatômicas  7.1.2. Elétrons, Prótons e Nêutrons  7.1.3. Modelo de Rutherford e Bohr  7.2. Radioatividade  7.2.1. Tipos de emissões radioativas  7.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  7.2.3. Usos e perigos da radioatividade
  8. Ciência espacial e astronomia  8.1. O universo e seus componentes  8.1.1. Estrelas e galáxias  8.1.2. Planetas e Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturais e artificiais  8.2.2. Uso de satélites

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Efeito Doppler no som


O efeito Doppler é um fenômeno fascinante que afeta as características das ondas sonoras. Nomeado em homenagem ao físico austríaco Christian Doppler, esse efeito descreve como a frequência do som muda em relação ao movimento entre a fonte do som e o observador. Nesta explicação, abordaremos o básico das ondas sonoras, como o efeito Doppler funciona e forneceremos exemplos e visuais para facilitar a compreensão deste importante conceito na física.

O básico das ondas sonoras

O som é um tipo de energia que viaja pelo ar (ou outro meio) na forma de ondas. Estas são chamadas de ondas sonoras e são criadas por objetos vibrantes. Essas ondas são geralmente longitudinais, o que significa que o deslocamento do meio está na mesma direção que a direção da propagação da onda.

As ondas sonoras possuem várias características:

  • Frequência: É o número de ondas passando por um ponto fixo por segundo. A unidade de frequência é Hertz (Hz).
  • Comprimento de onda: É a distância entre cristas sucessivas de uma onda.
  • Amplitude: Esta é a altura da onda e determina o volume ou intensidade do som.
  • Velocidade: A velocidade do som depende do meio pelo qual está viajando. No ar à temperatura ambiente, é cerca de 343 metros por segundo.

A relação entre a velocidade ((v)), frequência ((f)) e comprimento de onda ((lambda)) de uma onda sonora é dada pela fórmula:

v = f times lambda

Explicação do efeito Doppler

O efeito Doppler descreve como a frequência de uma onda muda quando a fonte e o observador estão se movendo em relação um ao outro. Ao lidar com som, se a fonte sonora está se movendo em direção ao observador, o observador percebe uma frequência mais alta (o som parece estar em um tom mais alto). Por outro lado, se a fonte sonora está se afastando, o observador percebe uma frequência mais baixa (o som parece estar em um tom mais baixo).

Vamos examinar isso mais de perto com um exemplo:

Um exemplo de um carro em movimento

Imagine um carro se movendo em direção a você buzinando. À medida que o carro se aproxima de você, as ondas sonoras são comprimidas, aumentando a intensidade do som. À medida que se afasta, as ondas sonoras se estendem, diminuindo a intensidade do som. Essa mudança na intensidade do som à medida que o carro avança é a ação do efeito Doppler.

carro

Na ilustração acima, a linha azul representa as ondas sonoras que são comprimidas à medida que o carro se move em sua direção, enquanto a linha vermelha representa as ondas mais longas que são produzidas à medida que o carro se afasta.

Matemática do efeito Doppler

A fórmula para a frequência observada ((f')) devido ao efeito Doppler quando a fonte e o observador estão em movimento é dada por:

f' = frac{v + v_o}{v + v_s} times f
  • (f') = frequência observada
  • (v) = velocidade do som no meio
  • (v_o) = velocidade do observador (positiva quando se move em direção à fonte)
  • (v_s) = velocidade da fonte (positiva quando se afasta do observador)
  • (f) = frequência real emitida pela fonte

Próximo exemplo - sirene de ambulância

Imagine uma ambulância correndo em sua direção com uma sirene alta. À medida que se aproxima de você, você ouve a sirene ficando mais alta. À medida que se afasta, o som diminui. Isso se deve a mudanças na frequência das ondas sonoras que chegam aos seus ouvidos, causadas pelo efeito Doppler.

Ambulância

Nesta ilustração, o princípio é semelhante ao de um carro em movimento. A percepção do tom muda devido à compressão e esticamento das ondas sonoras.

Exemplos do dia a dia do efeito Doppler

O efeito Doppler não se limita apenas a veículos em movimento; ele existe em muitas situações do dia a dia. Aqui estão alguns exemplos:

Sistemas de radar meteorológico

Os radares meteorológicos usam o efeito Doppler para medir a velocidade do vento. Eles enviam ondas de rádio e medem como essas ondas retornam das gotas de chuva que se movem em relação ao radar. A mudança de frequência no sinal retornado ajuda a determinar a velocidade e a direção do vento.

Radares de velocidade

A polícia usa radares para medir a velocidade dos veículos. Este dispositivo envia ondas de rádio em direção a um veículo em movimento e calcula sua velocidade detectando mudanças na frequência das ondas refletidas.

Astronomia

Astrônomos usam o efeito Doppler para estimar a velocidade e o movimento de estrelas e galáxias. Ele também é usado para sustentar a teoria de que o universo está se expandindo observando o desvio para o vermelho de galáxias distantes.

Conclusão

O efeito Doppler é um conceito fundamental no estudo de ondas e som. Pode ser usado em muitos campos além das ondas sonoras simples, incluindo tecnologia, meteorologia e astronomia. Para compreendê-lo, é necessário reconhecer como o movimento relativo entre a fonte da onda e o observador pode afetar a frequência e o comprimento de onda das ondas detectadas.

Ao analisar os processos envolvidos e observar exemplos práticos, como veículos em movimento e seus sons em mudança, podemos entender o papel do efeito Doppler em nossas experiências cotidianas e no progresso tecnológico.


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