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Daniela Pinto 1 UNIDADE 2 - FÍSICA

9 comunicacao curta distancia

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Daniela Pinto 1

UNIDADE 2 - FÍSICA

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A comunicação faz-se por transmissão de sinais.

Mas o que são afinal esses sinais?

Um sinal é qualquer perturbação, usada para transmitir uma mensagem.

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Comunicação por sinais

Podem distinguir-se diferentes tipos de sinais:

Consoante a sua localização no tempo os sinais podem ser distinguidos em

contínuos ou de curta duração.

Quanto à sua repetição os sinais distinguem-se em periódicos, não periódicos

ou aperiódicos.

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Pulso e Onda

PULSO é um sinal de

curta duração.

ONDA é a propagação

do sinal, ou do pulso.

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Uma onda é um modo de transferência de energia. É ao

transferir energia que um movimento ondulatório

transmite informação (sinais).

A propagação de um sinal nunca é instantânea.

Essa transmissão faz-se no espaço e no tempo, sem que

haja transferência de matéria.

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Comunicação por sinais

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A propagação de um sinal, no espaço e no tempo, explica-se pelo

modelo ondulatório, ou seja, diz-se que os sinais se propagam por

ondas. As ondas podem distinguir-se em:

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Comunicação por sinais

Ondas mecânicas - necessitam de um

meio material para se propagarem

(não se propagam no vácuo).

Exemplos: Ondas em cordas e ondas

sonoras (som).

Ondas eletromagnéticas - são geradas

por cargas elétricas oscilantes e não

necessitam de um meio material para

se propagarem (podem propagar-se no

vácuo). Exemplos: Ondas de rádio, de

televisão, de luz.

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Tipos de ondas: Transversais

A vibração ocorre perpendicularmente à direção de vibração

As ondas que ocorrem à superfície de um lago são ondas

Transversais .

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Tipos de ondas: Longitudinais

A vibração ocorre ao longo da direção de vibração.

As ondas sonoras são ondas Longitudinais .

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Ondas

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Amplitude

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Período de vibração

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Frequência de Vibração

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A frequência é o inverso do período da vibração

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Ondas:

Gráfico em função do tempo

Mesma frequência, diferente amplitude:

http://www.physics.buffalo.edu/claw/Page7/ProjectCLAW-P7.html

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Ondas:

Gráfico em função do tempo

Mesma amplitude, diferente frequência:

http://www.physics.buffalo.edu/claw/Page7/ProjectCLAW-P7.html

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Comprimento de onda

Corresponde à distância entre duas partículas consecutivas na

mesma fase de vibração.

Símbolo – λ

Unidade SI – metro (m)

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Ondas:

Gráfico em função da posição

Mesma amplitude, diferente comprimento de onda :

Quanto maior o comprimento

de onda, menor a frequência.

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Sinal Harmónico ou Sinusoidal

Uma onda periódica resulta da emissão repetida de um

sinal, a intervalos de tempo regulares,

independentemente da sua forma.

Uma onda periódica diz-se harmónica se for produzida

por osciladores, animados de movimento harmónico

simples .

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Sinal Harmónico ou Sinusoidal

Uma oscilação periódica origina uma onda periódica

(oscilação que se repete no tempo e é contínua).

À medida que uma onda periódica se propaga, cada

ponto do meio oscila, regularmente, com o mesmo

período e a mesma frequência do sinal que a origina.

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Sinal Harmónico ou Sinusoidal

Uma oscilação periódica pode ser sinusoidal se executar oscilações

l ivres em torno de uma posição de equilíbrio. A posição de um ponto

do meio perturbado, para um dado instante, é dada por:

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Elongação ou afastamento em

relação a uma posição de

equilíbrio.

O valor máximo de elongação de uma perturbação corresponde à amplitude

dessa onda.

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Sinal Harmónico ou Sinusoidal

Uma onda periódica tem uma periodicidade no tempo e no espaço ,

em que a periodicidade no tempo se associa ao período da onda e a

periodicidade no espaço se associa ao seu comprimento de onda.

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A velocidade de propagação da onda é assim dada por:

numa oscilação completa:

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Sinal Harmónico ou Sinusoidal

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Acústica - ramo da Física que se ocupa do estudo do som.

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Som

O som tem origem na vibração de partículas ou corpos. Todos os sons são ondas:

Mecânicas – necessitam de um meio material para se propagarem.

Têm por isso: Comprimento de onda;

Frequência e período;

Amplitude;

Velocidade de propagação.

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Som

O sinal sonoro resulta da vibração de um meio mecânico ou de um perturbação

mecânica que se propaga através de ondas que são um caso particular das ondas

longitudinais.

A vibração de um diapasão (emite um sinal sonoro) provoca uma série periódica

de sucessivas compressões e rarefações.

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Som

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O que se passa no ponto P em instantes diferentes?

A pressão varia

periodicamente, toma valores

ora superiores ora inferiores à

pressão normal.

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Som

A onda sonora é uma onda de pressão

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Quando se bate com um

pequeno martelo num dos

ramos em U de um diapasão,

este emite um som simples

ou puro.

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Som puro

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Característica que permite

distinguir um som FORTE de

um som FRACO.

Está relacionada com a

AMPLITUDE da onda sonora.

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Intensidade de um som

Quanto maior a amplitude da onda sonora, maior a intensidade do som.

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Permite distinguir um som GRAVE de um som AGUDO.

Está relacionada com a frequência da onda sonora.

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Altura de um som

A onda correspondente a um som

alto ou agudo tem maior

frequência que a da onda de um

som baixo ou grave.

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Linguagem comum: sons agudos (finos) e sons graves

(grossos).

Acústica: som alto (agudo) ou som baixo (grave).

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Altura de um som

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Som complexo

Som complexo: soma ou

sobreposição dos sons puros.

Numa onda complexa a

oscilação de cada partícula do

meio tem uma elongação que é

a soma dos deslocamentos

correspondentes a cada uma das

ondas individuais que lhe deram

origem.

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Um som puro tem uma frequência bem definida.

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Harmónico

Harmónico é um som

puro cuja frequência é

um múltiplo inteiro do

som fundamental.

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Na figura tem-se 3 sons puros:

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Harmónico

Música: A é o som fundamental e B e C

os seus harmónicos

Física: Todas as ondas são harmónicos.

1º Harmónico (som fundamental): é o

de menor frequência (A).

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Relação entre as frequências dos sons

harmónicos (fn) com a frequência

fundamental (f0)

fn= n f0 n = 1, 2, 3…

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Harmónico

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Permite distinguir dois sons com a mesma intensidade e a

mesma frequência, mas produzidos por instrumentos

diferentes.

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Timbre

O timbre resulta da combinação do som fundamental e dos seus

harmónicos.

O nº de harmónicos que intervêm e a proporção em que cada um entra no som

resultante dão características únicas ao som de um instrumento musical ou da voz

humana.

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Timbre

Combinações do mesmo som fundamental e dos dois primeiros

harmónicos, todos com amplitudes diferentes (à esquerda e à

direita).

O som resultante é diferente do lado esquerdo e do lado direito.

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v = x f

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Velocidade do som

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Espetro sonoro

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Osciloscópio

Nas fontes sonoras ocorrem vibrações de meios materiais elásticos que se

transmitem por ondas.

Os nossos ouvidos e os microfones detetam os sinais sonoros.

As vibrações captadas pelo microfone podem visualizar-se num

computador, máquina de calcular e CBL ou num osciloscópio.

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Osciloscópio

O osciloscópio permite observar num pequeno ecrã uma diferença de potencial

(ddp), ou tensão elétrica, em função do tempo.

É necessário um gerador de sinais, que produza o sinal elétrico ou um microfone,

que converta o sinal sonoro num sinal elétrico com a mesma informação.

O sinal elétrico é de seguida transmitido para o osciloscópio digital e digitalizado

por um conversor analógico-digital.

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DETERMINAÇÃO DA FREQUÊNCIA DE UMA ONDA

A partir da escala horizontal e do botão TIME/DIV

Expresso em s, ms ou s

Tempo = nº de divisões na escala horizontal x tempo/divisão

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DETERMINAÇÃO DE UMA TENSÃO

O valor máximo da tensão (tensão máxima, Umax.) corresponde ao pico do

sinal eletrónico dado pela amplitude da onda descrita.

A escala de tensão é controlada por um botão com a indicação VOLTS/DIV.

Tensão = nº de divisões na escala vertical x tensão/divisão

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http://www.physics-chemistry-interactive-flash-

animation.com/electricity_electromagnetism_interactive/oscilloscope_description_tutorial

_sounds_frequency.htm

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Osciloscópio

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