Ondas

OndasOndas

Onda Onda É Uma É Uma perturbação que perturbação que se propaga em se propaga em um meio, um meio, determinando a determinando a transferência de transferência de energia, sem energia, sem transporte de transporte de matéria.matéria.

Mecânica: Precisa de um meio material para se propagar

Ondas MecânicasSom Onda em corda Onda em mola Ondas na água

ELETROMAGNÉTICA: Não precisam de um meio material para se propagar

Ondas eletromagnéticasluz Raio x Micro-ondas Ondas de rádio Ultra-violeta outras

LONGITUDINAL: ONDA SE PROPAGA NA MESMA DIREÇÃO DO PULSO

TRANSVERSAL: ONDA SE PROPAGA NÃO PARALELAMENTE AO PULSO

Elementos de uma ondaElementos de uma onda

Reflexão de Reflexão de OndasOndas

Reflexão de OndasReflexão de Ondas

Reflexão de PulsosReflexão de Pulsos

Em extremidade fixa : Em extremidade fixa :

(menos denso – mais denso)(menos denso – mais denso)

Ocorre reflexão com inversão de fase

Em extremidade livre : Em extremidade livre :

(mais denso – menos denso)(mais denso – menos denso)

Ocorre reflexão sem inversão de fase

Importante : Importante :

- Onda refletida tem a Onda refletida tem a mesma velocidademesma velocidade

- freqüência permanece freqüência permanece inalteradainalterada

- comprimento de onda comprimento de onda permanece inalteradopermanece inalterado

Relação da velocidade de propagação Relação da velocidade de propagação da onda, o comprimento de onda e o da onda, o comprimento de onda e o período : período :

Comprimento de Comprimento de ondaondaPeríodPeríod

oo

FreqüêncFreqüênciaia

Fórmulas!!

Refração de OndasRefração de Ondas

Refração de OndasRefração de OndasFenômeno no qual uma onda, Fenômeno no qual uma onda, ao incidir numa superfície, ao incidir numa superfície, muda seu meio de muda seu meio de propagação, alterando-se a propagação, alterando-se a velocidade e o comprimento velocidade e o comprimento de onda, mas mantendo de onda, mas mantendo constante a freqüência da constante a freqüência da ondaonda

AtençãoAtençãoFórmulas!Fórmulas!!!

Lei de Snell Lei de Snell DescartesDescartes

DifraçãoDifração

Principio de HuyghensPrincipio de Huyghens““Todo ponto ao longo de uma frente de onda, serve como uma nova, a Todo ponto ao longo de uma frente de onda, serve como uma nova, a partir da qual novas ondas são formadas, com a mesma freqüência da partir da qual novas ondas são formadas, com a mesma freqüência da onda original” onda original”

• É o fenômeno pelo qual uma onda É o fenômeno pelo qual uma onda pode contornar obstáculos ou fendas.pode contornar obstáculos ou fendas.

• A difração não altera A difração não altera V V , , f f , , TT e e

• A difração ocorre com qualquer onda A difração ocorre com qualquer onda desde que seja satisfeita a seguinte desde que seja satisfeita a seguinte condição:condição:

• dd ou ou >> d >> d

• Para Para << d << d , não ocorre difração. , não ocorre difração.

• dd é o tamanho do obstáculo ou a é o tamanho do obstáculo ou a largura da fenda.largura da fenda.

<< d

d >> d

V V V V V V

Não ocorre

difração

Ocorre difração

Ocorre difração

acentuada

d

Difração em uma fendaDifração em uma fenda

Fotografia mostrando uma onda, na superfície da água, sofrendo difração

Exemplo de Difração em uma Exemplo de Difração em uma fendafenda

VV

<< d d ou >> d

Não ocorre Não ocorre difraçãodifração

Ocorre Ocorre difraçãodifração

V

V

V

VV

V

d

Difração em um obstáculoDifração em um obstáculo

POLARIZAÇÃO

Somente as ondas transversais podem ser polarizadas

Interferência de OndasInterferência de OndasInterferência construtiva – ondas atingem um ponto P, em concordância de fase

Interferência de OndasInterferência de OndasInterferência parcial – ondas atingem um ponto P, em oposição de fase

Interferência de OndasInterferência de OndasInterferência destrutiva – ondas atingem um ponto P, em oposição de fase

FREQÜÊNCIA AUDÍVEL

20 Hz 20.000 Hz

Infra-som Ultra-somaudível

ALTURA: Diferencia sons graves (baixo) de sons agudos (alto).

Está relacionado a freqüênciafreqüência da onda

graveagudo

INTENSIDADE (VOLUME): Diferencia sons fortes de sons fracos.

Está relacionado a AmplitudeAmplitude da onda

Fraco Forte

Esta relacionado com a forma da onda.

TIMBRE: Diferencia sons de mesma altura, mesma intensidade tocados em instrumentos diferentes.

NIVEL SONORO: É a relação entre a intensidade do som

ouvido pela intensidade mínima.

LIMIAR DE AUDIÇÃO: I0 = 10-12 W/m2

)(:

)(log.100

10

dBdecibelunidadeII

EXEMPLO: Um som possui intensidade de 10-7 W/m2. Calcule o nível sonoro, em dB.

)1010log(.10 12

7

)10log(.10 5

dB50

ECO: É a reflexão do som

O eco é uma conseqüência imediata da reflexão sonora. Define-se eco como a repetição de um som que chega ao ouvido por reflexão 1/15 de segundo ou mais depois do som direto. Considerando-se a velocidade do som em 345 m/s, o objeto que causa essa reflexão no som deve estar a uma distância de 23 m ou mais.

No ar a distância mínima para ocorrer eco é em torno de 17 m, pois:

tVD .Como D = 2.X e o tempo mínimo é de 0,1 s.

mxx

1701.3402

Cordas Cordas VibrantesVibrantes

-Instrumentos MusicaisInstrumentos Musicais

- Corda fixa em seus Corda fixa em seus extremosextremos

- Propagação nas duas Propagação nas duas extremidadesextremidades

- Modos de vibraçãoModos de vibração

Tubos Tubos Sonoros Sonoros

FechadosFechados

Tubos Tubos Sonoros Sonoros AbertosAbertos

EFEITO DOPPLERQuando uma fonte se aproxima ou se afasta de um observador a frequência recebida não será igual a frequência real da fonte.

Observador(VO)

+-Fonte(VF)

+-

).(´

F

o

vvvvff

f` freqüência aparente (percebida pelo ouvinte)

f freqüência real da fonte

fontedavelocidadev

observadordovelocidadev

somdovelocidadev

F

o

Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada

Efeito Doppler-Fizeau : fonte em movimento

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. = veloc. som

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. maior veloc. som

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :

Ao se ultrapassar a barreira do som, é gerada uma onda de pressão sonora de alta intensidade, semelhante ao som de uma grande explosão. Se ocorrer próximo a cidades, pode ocasionar quebra de vidraças e telhas das residências.

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :