Doppler UNIME

O sonar é um sistema que permite localizar objetos pela reflexão de um sinal sonoro que retorna ao emissor. Muitos animais possuem sonares naturais. A distância de um objeto ao emissor é determinada pelo tempo entre a emissão do sinal e a recepção do sinal refletido pelo objeto, e a sua velocidade em relação ao emissor tbm pode ser determinada pela modificação da frequência do sinal recebido após a reflexão, devido ao efeito doppler.
Considerando o sinal negativo para a velocidade, caso um objeto estiver se aproximando de um submarino, e positivo caso estiver se afastando, a velocidade de propagação do som na água como sendo 1,5 x 10^3 m/s, supondo-se que esse submarino emita um sinal de frequência igual a 50KHz, que é refletido pelo objeto que se move em linha reta na direção entre ele e o submarino, e que esse sinal retorna depois de um intervalo um pouco maior que 0,2s, com a frequência de 50,05 KHz, pode-se concluir que, aproximadamente, a distancia ao objeto e a velocidade relativa entre o objeto e o submarino é de, respectivamente:
Gab: maior que 300m e de -0,75m/s.

1- Vamos considerar o submarino como o referencial em repouso que emite uma frequência f e o objeto se movendo com a velocidade relativa entre ambos.

2- Há duas situações:
1. o submarino é a fonte e o objeto o observador
2. o submarino é o observador e o objeto a fonte (secundária)



3- vou orientar um eixo sempre do observador para a fonte em qualquer caso e a velocidade terá seus sinais assim determinados.

Teremos:

situação 1



situação 2



substituindo na segunda equação o valor encontrado na primeira



aplicando valores



adotando o referencial do enunciado v_R\approx -0,75\;m/s


a distância mínima entre eles é a que seria percorrida apenas pelo som (tempo = 0,1 s):