Você sabe o que é o Efeito Doppler?

Se você é fã de The Big Bang Theory e não perde nenhum episódio, deve se lembrar da ocasião em que Sheldon se vestiu de Efeito Doppler para ir a uma festa à fantasia organizada pela Penny. O nerd até tentou explicar à loirinha o que a roupa significava, dizendo que se tratava de “uma aparente mudança na frequência de uma onda causada pelo movimento relativo entre a fonte da onda e o observador”, mas, e você, entendeu a explicação?

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Esse curioso efeito foi descrito pela primeira vez pelo físico austríaco Christian Johann Doppler — daí o nome do fenômeno — e está relacionado à forma como um observador estacionário percebe a frequência de um som emitido por uma fonte em movimento. Como você sabe, as ondas sonoras são produzidas pela vibração de um corpo, e o tom de determinado som depende da quantidade de vezes que esse corpo vibra por segundo.

Assim, quanto mais rápida for a vibração, mais alto — ou estridente — será o som produzido. Ao contrário, quanto mais lenta a vibração, mais baixo (ou grave) será o som. Porém, para entender o Efeito Doppler, também é necessário compreender como as ondas se comportam quando a fonte emissora está em movimento.

Assim, quando um objeto emitindo ondas sonoras se encontra estático, a propagação ocorre de forma simétrica, afastando-se da fonte a uma velocidade constante e sem apresentar variações perceptíveis na frequência sonora.

Fonte da imagem: Reprodução/Daniel A. Russell

No entanto, quando o objeto emitindo as ondas sonoras se desloca em uma determinada direção, ele comprime o ar que se encontra diretamente à sua frente. Dessa forma, as ondas sonoras emitidas por um corpo em movimento ficam acumuladas à frente do objeto, fazendo com que a frequência do som seja percebida como mais alta na parte anterior do que na posterior.

Fonte da imagem: Reprodução/Daniel A. Russell

Ambulâââânciaaaaaaa...

Agora, imagine que uma ambulância está se aproximando de você. Conforme o veículo chega mais perto, percebemos o som da sirene como sendo mais agudo. Porém, logo depois que a ambulância passa, o tom fica mais grave e baixo. O mesmo ocorre com os carros que passam por nós buzinando. Esse é o Efeito Doppler!

Assim, conforme a ambulância se aproxima de um “ouvinte”, as ondas sonoras ficam mais comprimidas na parte dianteira do veículo, provocando um aumento na frequência sonora da sirene. E, assim que a ambulância passa pelo observador, as ondas sonoras vão se espalhando, fazendo com que o ouvinte perceba uma diminuição na frequência da sirene. Veja o vídeo abaixo, produzido por Robert Krampf, para entender melhor esse fenômeno:

Aviões supersônicos

Mas e quando a fonte sonora viaja a velocidades próximas à do som, ou seja, a 340 metros por segundo? Pense, por exemplo, em um avião supersônico. As ondas se concentrarão no nariz da aeronave, em um mesmo ponto, formando uma barreira de pressão que pode inclusive destruir o avião.

Fonte da imagem: Reprodução/Daniel A. Russell

Depois que o objeto ultrapassa a barreira do som — ou a velocidade supersônica — dentro da aeronave não se ouvirá mais nada, já que as ondas ficarão para trás. Nem mesmo no interior da cabine será possível ouvir o barulho do ar ou dos motores, apenas os ruídos normais produzidos pela tripulação, já que o som das vozes dos pilotos não é afetado pela velocidade do avião.

Porém, um observador parado perceberá um forte estrondo no exato momento em que o avião ultrapassar essa barreira de pressão, concentrada no nariz da aeronave. Essa manobra é proibida próximo a cidades e edifícios, já que provoca uma forte onda de choque capaz de quebrar vidraças e causar pequenos danos estruturais às construções.

Fonte da imagem: Reprodução/Daniel A. Russell

Curiosidades sobre o Efeito Doppler

Mas se você pensa que o Efeito Doppler serve só para explicar como é que as sirenes das ambulâncias se tornam menos irritantes depois que elas passam por nós ou para se transformar em fantasias engraçadas, sentimos em informar que você está enganado! Confira:

• Existem radares meteorológicos que se baseiam no Efeito Doppler para realizar a previsão do tempo através da medição de ondas eletromagnéticas;
• Os astrônomos se baseiam nesse fenômeno para, depois de observar o desvio na frequência da luz, descobrir novos planetas e estrelas binárias, e até medir a velocidade de outros corpos celestes no cosmos;
• Os ecocardiogramas combinam o ultrassom e o Efeito Doppler para permitir que os cardiologistas possam visualizar estruturas do coração.