Calculadora de Efeito Doppler
Calcula a frequência observada f-linha = f·(c±v_o)/(c±v_s) para fonte e observador em movimento (som no ar, c=343 m/s).
f-linha = — Hz
Efeito Doppler: deslocamento de frequência pelo movimento
Quando fonte e observador se movem um em relação ao outro, a frequência que se percebe muda. É isso o efeito Doppler. Para o som, a conta fica f' = f · (v ± v_obs) / (v ∓ v_fonte), em que v é a velocidade do som (perto de 343 m/s no ar a 20 °C). Aproximar-se aumenta a frequência, afastar-se diminui. Dá para ouvir isso na sirene de ambulância: aguda enquanto vem, grave assim que passa. A 70 km/h essa ambulância produz um Δf por volta de 5-6%, e isso já se nota bem. A luz se comporta de outro jeito. No regime relativístico a fórmula passa a ser f' = f·√((1+β)/(1-β)) com β = v/c. E em escala cósmica, o redshift que Hubble descreveu em 1929 mostra que quanto mais distante a galáxia, mais sua luz escorrega para o vermelho, e é assim que sabemos que o universo está em expansão.
Aplicações
Os radares móveis de velocidade da polícia funcionam com Doppler de microondas. No ultrassom médico ele mede o fluxo sanguíneo, e é o que o Doppler colorido mostra na tela. A astronomia o usa para ler a velocidade radial de estrelas e até descobrir exoplanetas pela oscilação que provocam na estrela hospedeira. A meteorologia rastreia tornados e tempestades com radar Doppler, e o sonar também depende dele, tanto em submarinos quanto na pesca.
Perguntas frequentes
O meio importa? Para o som, sim. A onda precisa de algo por onde se propagar, e v varia com a temperatura e com o próprio gás. Com a luz é diferente: ela viaja no vácuo, então vale a fórmula relativística.
Qual a convenção de sinais? Quando o movimento é de aproximação, a velocidade do observador soma no numerador e a da fonte subtrai no denominador, o que empurra f' acima de f. Para afastamento, inverte os dois.
Por que a fórmula relativística é diferente? A luz não tem referencial preferencial. Entra a dilatação do tempo, e o que conta é só a velocidade relativa entre fonte e observador.
Ferramentas Relacionadas
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Temperatura Ms de Início da Martensita (Andrews)
Calcula a temperatura Ms, o ponto em que a austenita começa a se transformar em martensita durante a têmpera, pela equação linear de Andrews: Ms(°C) = 539 − 423·C − 30,4·Mn − 17,7·Ni − 12,1·Cr − 7,5·Mo, com todos os teores em porcentagem em massa. Quase todo elemento dissolvido na austenita abaixa Ms — cobalto e alumínio são as exceções, e o sobem —, mas o carbono domina de longe: cada 0,1 % de carbono derruba Ms em 42 °C, quase 14 vezes o efeito do mesmo teor de manganês. Conhecer Ms define a temperatura do banho de martêmpera, indica se vai sobrar austenita retida à temperatura ambiente e prevê a severidade das tensões de têmpera, porque um Ms baixo faz a expansão da martensita acontecer tarde, com a peça já fria e rígida, e é aí que aparecem as trincas. A correlação é ajustada para aços de baixa liga, com carbono até cerca de 0,6 %, e a página recusa composições acima de 0,8 % de carbono, onde a extrapolação deixa de ter respaldo. Informe os teores de carbono, manganês, níquel, cromo e molibdênio.
Perdas de Chaveamento
Calcula as perdas de chaveamento (comutação) em um transistor de potência, P_sw = 0,5 × V × I × (t_on + t_off) × f, a partir da tensão V, da corrente I, do tempo total de comutação (subida + descida) e da frequência de chaveamento f. O resultado, em watts, é a energia perdida durante as transições liga-desliga, quando tensão e corrente coexistem no transistor. Diferente das perdas de condução, as de chaveamento crescem com a frequência — por isso há um limite prático para subir a frequência (que reduziria indutores e capacitores). Transistores rápidos (tempos curtos) e drivers adequados minimizam essas perdas. Informe a tensão, a corrente, o tempo de comutação e a frequência.
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