quando uma pessoa liga um aparelho de rádio ou de televisão ,imediatamente recebe a mensagem emitida pela estação de rádio ou TV (música, voz do locutor, imagem). Esses aparelhos foram fabricados convenientemente para receber o som e a imagem codificados através de ondas. O controle remoto da TV, o forno de microondas, a telefonia celular têm, também o funcionamento baseado na propagação de ondas.
Todas essas ondas são invisíveis ao olho humano, mas existem as visíveis, como as as formadas numa corda ou na água.
Tanto na corda como na superfície da água , a onda(ou perturbação) propaga-se de maneira contínua, ponto por ponto . cada ponto adquire, momentaneamente , energias cinética e potencial , pois movimenta-se para cima e para baixo, voltando à sua posição de equilíbrio após a passagem da onda.
portanto:
Ondas : São movimentos oscilatórios que se propagam num meio.Nesses movimentos,apenas a energia é transferida,não havendo transporte de matéria.
Classificação das ondas
As ondas podem ser classificadas de três maneiras : Quanto a natureza,quando a direção de propagação e quanto à direção de vibração.
a) Quanto a direção
* Ondas mecânicas : São aquelas que precisam de um meio material para se propagar :
Exemplos: Ondas em cordas e ondas sonoras (som).
Observação:
As ondas mecânicas não se propagam no vácuo.
* Ondas eletromagnéticas: São geradas por cargas elétricas oscilantes e não necessitam de um meio material para se propagar, podendo se propagar no vácuo.
Exemplos : ondas de rádio,de televisão,de luz,Raios-X,raios laser,ondas de radar,Etc.
Espectro Eletromagnético
1.Ondas de rádio
2.Ondas de infravermelho
3.Ondas de luz visível (Vermelho, Alaranjada , Amarela , Verde , Azul , Anil , Violeta).
4.Ondas de ultravioleta
5.Ondas de raios X
6.Ondas de raios
7.Ondas de radiações cósmicas.
Obs.:
No vácuo todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma velocidade = 300.000 km/s.
A frequência aumenta das ondas de rádio para as radiações cósmicas.
O comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência.
b) Quanto à direção de propagação
* Unidimensionais: São aquelas que se propagam numa só direção.
Exemplos: ondas em cordas.
* Bidimensionais: São aqueles que se propagam num plano.
Exemplo: ondas na superfície de um lago.
* Tridimensionais: São aquelas que se propagam em todas as direções.
Exemplos: ondas sonoras no ar atmosférico ou em metais.
c) Quanto à direção de vibração
* Transversais: São aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de propagação.
Exemplos: ondas em corda.
* Longitudinais: São aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de propagação:
Exemplos ondas sonoras.
Obs.: Todas as Ondas eletromagnéticas são transversais.
As ondas mecânicas podem ser longitudinais,transversais ou mistas.
A luz é uma onda transversal.
O som nos fluidos é uma onda longitudinal.
Ondas periódicas
Elementos de uma onda
considere a onda representada. Ela representa ondas periódicas que se propagam ao longo de uma corda.
* Cristas: São os pontos mais altos da onda.
* Vales: São os pontos mais baixos da onda.
* Comprimento de onda: É a distância entre duas cristas ou entre dois vales consecutivos.
Amplitude(a): Representa o máximo afastamento de uma partícula em relação à posição de equilíbrio.
Período e Frequência
* Período(T): É o tempo gasto por um ponto do meio para realizar uma oscilação completa. No SI, o período é dado em segundos(s).
* Frequência(f): É o número de oscilações completas que um ponto do meio realiza na unidade de tempo. No SI a frequência é expressa em hertz(Hz).
Observe:
N° de oscilações Tempo
1 __________________________ T
f __________________________ 1
f . T = 1
então: f = 1 / T
Observações:
_ 1
1 ª ) 1 Hz = 1 /s = s
2 ª ) 1 Hz é a frequência de uma oscilações completa em 1 s.
Equação da velocidade
A velocidade com que a onda se propaga em um meio homogêneo é constante e depende das propriedades físicas do meio.
Se consideramos que um intervalo de tempo igual ao período (T) da onda o deslocamento da onda será de um comprimento de onda (λ) , podemos escrever.
v = Δx / Δt -- > v = λ / T ou v = λ . f
Equação de Taylor
Para uma corda de massa m e comprimento l a experiência nos mostra que, quanto maior a força de tração T a que a corda está submetida,maior será a velocidade de propagação dos pulsos que atravessam a corda . Podemos também avaliar experimentalmente que, quanto mais grossa for a corda (maior massa por unidade de comprimento), menor é a velocidade de propagação dos pulsos.
É possível mostrar (apêncide 4) que a velocidade de propagação dos pulsos transversais em coradas é dada por:
Onde : T é a força de tração a que etá submetida a corda, µ é a densidade linear da corda,determinada da seguinte forma.
µ = massa de corda (m) / comprimento da corda (l).
No sistema internacional de unidades (SI):
(T) = N (newton)
(µ) = Kg/m
(v) = m/s
Supondo uma corda de formato cilíndrico,com a densidade linear (µ) pode ser relacionada com a massa específica do material da corda (d).
Então o volume do cilindro vai ser dado por:
Volume (V) = área da secção reta (A) x comprimento da corda(l)
Lembrando que a massa específica (d) de um material é:
d= m / v ;temos então :
d= m /A . l ; ou então ;
d= µ / A ou µ = d . A
Assim, a equação de Taylor pode ser escrita da seguinte forma :
A) quanto maior a força que traciona a corda, maior será a velocidade de propagação dos pulsos transversais,
B) quanto maior a área da secção da corda (portanto quanto mais grossa),menor será a velocidade de propagação dos pulsos,
C) quanto maior a massa específica do material da corda, menos a velocidade dos pulsos.
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