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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO
PROGRAMA SUPLEMENTAR FOCO VESTIBULAR
FÍSICA AULA 9
Afinal, o que é uma ONDA?!
•Perturbação denomina-se pulso;
•O movimento do pulso denomina-se onda;
•Toda onda possui uma fonte;
Finalidade das ONDAS:
TRANSPORTAR ENERGIA SEM PROPAGAR MÁTERIA.
Natureza
•Ondas mecânicas:Necessitam de um meiomaterial
•Ondas eletromagnéticas:Não necessitam de ummeio material
Classificação das Ondas
Direção/Forma
•Ondas transversais:Vibração perpendicular ádireção de propagação
•Ondas longitudinais:Vibração e propagaçãona mesma direção(Unidimensionais, Bidimensionais, Tridimensionais)
Ondas Eletromagnéticas• A onda envolve a oscilação de campos
elétricos e magnéticos, dizemos
que é uma onda eletromagnética.
• As ondas eletromagnéticas são
classificadas de acordo com sua
freqüência. Veja o esquema ao lado.
Mecânica:
Som; ondas em uma corda ou uma
mola, ondas na superfície de líquidos, etc.
EXEMPLOSEletromagnética:
Luz; ondas de rádio ou tv; raios x, micro-
ondas, etc.
A natureza do som é mecânica, sendo assim, não se propaga no vácuo.
A natureza da luz é eletromagnética, portanto, se propaga no vácuo.
OBSERVAÇÕES
Transversais:
Todas as ondas eletromagnéticas, on
das em uma corda, etc.
EXEMPLOSLongitudinais:
Onda em uma mola.
Mistas
São ondas em que a vibração ocorrem em mais de uma direção mas sempre formando movimentos que acompanham a direção de propagação.
Exemplo: Onda no mar.
Elementos de uma Onda
AMPLITUDE:
CRISTAS E VALES:
Comprimento de Onda ( )
Corresponde a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos
Frequência (f): É o número de vibrações em umdeterminado intervalo de tempo.
Onde: n é o número de vibrações e Δt é o intervalo de tempo.
Período (T): quantidade de tempo correspondente auma vibração completa. Portanto tenho que Δt=T en=1
Elementos de uma Onda
Velocidade propagação (v)
Reflexão: Ocorre quando uma onda retorna ao meio de origem, após sua incidência.
Quando extremidade fixa, ocorre inversão de fase.
Quando extremidade móvel, a fase segue a mesma.
Fenômenos
Fenômenos Refração: quando uma onda passa de um meio
de menor densidade (μ1) para outro de maior densidade (μ2).
BA ff
B
B
A
A VV
Fenômenos Difração: A onda “contorna” obstáculos. Normalmente
isto ocorre quando as dimensões dos obstáculos oufendas são iguais ou menores que a ordem degrandeza do comprimento de onda.
Interferência: Quando há suposições de ondas demesma natureza
Princípio da Superposição http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html
Duas ou mais ondas se propagam simultaneamentenum mesmo meio, ocorre o princípio da superposiçãode ondas;
duas ondas com a mesma amplitude, o mesmocomprimento e a mesma fase; a diferença de faseentre elas é zero. Nesse caso, a interferência échamada de construtiva;
as duas ondas têm uma diferença de fase de meioonda. Isso faz com que um alto de uma delas coincidacom um baixo da outra.Acontece, então, uma interferência destrutiva.
Sistemas Vibrantes: Cordas vibrantes
Ondas estacionáriasNa superposição de duas ondas de mesma
frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos
As perturbações se contrapõem
Corda fixa em ambas extremidades
Tubo sonoro aberto de ambos lados
http://youtu.be/dvRHK4yA8rc
RESSONÂNCIA
•Quando a frequência de vibração da fonte for igual ou aproximadamente igual á frequência natural do tubo ocorre a ressonância.
•Fração da energia do vibrador é transformada em energia sonora aumentando a amplitude das vibrações com frequências próximas da fonte.
RESSONÂNCIA: Tubo fechado em uma extremidade
14L
14L
vvf
4
mLm
m= 1, 3, 5 e 7
movimento das moléculas muda densidade, diferenças de densidade diferenças de pressão movimento das moléculas.
Amplitude de som : 2 10-10 bar para 0 decibel
Intensidade =10log10(I/Iref)= 20log(P/Pref) [db]
60 db é normal, 150 db dói.
SOM
Frequência f
20Hz 20kHz
Infrasom Ultrasom
• A altura do som está ligada unicamente à sua freqüência;
• É a qualidade pela qual um som grave se distingue de um som agudo;
Som baixo frequência baixa
som grave
Som alto frequência alta
som agudo
A altura do som
O ultra-som é refletido de cadainterface e o tempo de retorno doeco dependerá da profundidade aqual ocorreu a interface.
L = vt