Movimento ondulatório

Introdução ao estudo de ondas

A cada ponto do meio é possível associar uma ou mais grandezas físicas.

Quando pelo menos uma destas grandezas se altera, dizemos que o meio está sofrendo uma perturbação.

A perturbação não se restringe necessariamente ao ponto em que foi produzida, podendo se propagar através do meio.

Introdução ao estudo de ondas

Pedra jogada num lago

Peixe pulando na água, ou até mesmo nadando.

Introdução ao estudo de ondas

FONTE: qualquer elemento que origine as ondas provocando a perturbação.

MEIO: local onde a onda está se propagando.

Exemplo do lago:

Fonte é o peixe.

Meio é a água.

Definição de onda

Perturbação que se propaga no meio.

A onda é unicamente energia, pois ela só faz a transferência de energia da fonte, para o meio.

Portanto, qualquer tipo de onda, não transporta matéria.

Classificação das ondas

As ondas são classificadas segundo 3 critérios:

Classificação segundo a natureza

Ondas mecânicas

Ondas eletromagnéticas

Classificação em relação a direção de propagação

Ondas unidimensionais

Ondas bidimensionais

Ondas tridimensionais

Classificação quanto a direção de propagação

Ondas longitudinais

Ondas transversais

Classificação das ondas

Classificação segundo a natureza

ONDAS MECÂNICAS

São todas as ondas que precisam de um meio material para se propagar.

Ondas do mar (água)

Ondas sonoras (ar)

Ondas em uma corda (corda)

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

São ondas que não precisam de um meio material para se propagar; mas também podem se propagar em meios materiais.

Luz (se propaga no ar, água e no vácuo)

Raio-x

Sinais de rádio.

Classificação das ondas Classificação em relação a direção de propagação

ONDAS UNIDIMENSIONAIS

Só se propagam em uma direção (uma dimensão).

Onda em uma corda

ONDAS BIDIMENSIONAIS

Se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano).

Onda provocada pela queda de um objeto na água.

ONDAS TRIDIMENSIONAIS

Se propagam em todas as direções possíveis.

Ondas sonoras

Luz

Classificação das ondas

Classificação quanto a direção de propagação

ONDAS LONGITUDINAIS

São as ondas onde a vibração da fonte é paralela ao deslocamento da onda.

Alto falante vibra no eixo x e as ondas seguem a mesma direção.

ONDAS TRANSVERSAIS

A vibração é perpendicular à propagação da onda.

Ondas eletromagnéticas

Ondas em uma corda (você balança a mão para cima e para baixo para gerar as ondas na corda).

Ondas longitudinais

Ondas transversais

Tabela de ondas

Características das ondas

Todas as ondas possuem características físicas:

Freqüência

Período

Comprimento de onda

Velocidade

Amplitude

FREQUÊNCIA

É o número de oscilações da onda, por um certo período de tempo.

Unidade no SI: hertz (Hz)

Hertz: equivale a 1 segundo.

Quando dizemos que uma onda vibra a 60Hz, significa que ela oscila 60 vezes por segundo.

A freqüência de uma onda só muda quando houver alterações na fonte.

f: n. oscilações

tempo

Características das ondas

PERÍODO É o tempo necessário para a fonte produzir uma onda

completa.

Unidade no SI: segundos.

É possível criar uma equação relacionando a frequência e o período de uma onda:

f = 1/T

ou

T = 1/f

Características das ondas

COMPRIMENTO

É o tamanho de uma onda, que pode ser medida em três pontos diferentes: de crista a crista, do início ao final de um período ou de vale a vale.

Representado por λ (lambda).

Características das ondas

VELOCIDADE

Todas as ondas possuem uma velocidade, que sempre é determinada pela distância percorrida, sobre o tempo gasto.

Nas ondas, essa equação fica:

v = λ / T v = λ . 1/T v = λ . F

Características das ondas

AMPLITUDE

É a “altura” da onda, a distância entre o eixo da onda até a crista (ou vale). Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.

Características das ondas

PRINCÍPIO DA SUPERPOSIÇÃO. Duas ondas podem deslocar no mesmo meio

independentemente e podem atravessar uma a outra.

Quando duas ondas de amplitudes iguais se somam em fase (isto é, os máximos se encontram), observa-se uma onda com amplitude igual a soma das ondas originais.

Tem-se uma INTERFERÊNCIA CONSTRUTIVA.

Interferência

Se as duas ondas superpostas estiverem, no entanto, totalmente fora de fase, isto é, se os máximos se encontram com os mínimos, as duas ondas tendem a se cancelar.

Tem-se uma INTERFERÊNCIA DESTRUTIVA.

Interferência

Interferências construtiva e destrutiva de um objeto caindo na água.

Interferência