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LOGOFQA
Propagação de um sinalPropagação de um sinalEnergia e velocidade de propagaçãoEnergia e velocidade de propagação
(modelo ondulatório)(modelo ondulatório)
COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS
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Transmissão de sinais
Sinal - é qualquer espécie de perturbação que seja utilizada para
comunicar ou transmitir uma mensagem ou parte dela.
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Transmissão de sinais
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Tipos de sinais
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Tipos de sinais
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Tipos de sinais
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Propagação de um sinal
Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo.
A interpretação da propagação de um sinal por meio do modelo ondulatório tem algumas características:
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Classificação das ondas
COMUNICAÇÃO
Curtas distâncias Longas distâncias
Ondas electromagnéticasOndas mecânicas
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Ondas electromagnéticas
As ondas electromagnéticas não necessitam de meio material para se poderem fazer sentir.
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Ondas mecânicas
As ondas mecânicas necessitam de meio material (ex: sólido, líquido ou gasoso) para se poderem fazer sentir (não se propagam no vazio).
Ondas do mar Ondas sísmicas Som
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Ondas mecânicas e ondas electromagnéticas
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Quanto ao modo de propagação:
Nas ondas transversais a direcção de
propagação de onda é perpendicular à
direcção de vibração.Exemplos: ondas em
cordas, ondas electromagnéticas.
Ondas Transversais
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Quanto ao modo de propagação:
Nas ondas longitudinais a
direcção de propagação de onda é
a mesma que a da vibração.
Exemplo: ondas sonoras.
Ondas Longitudinais
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Características das ondas
Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas:
T – períodoλ – comprimento de ondaA – amplitudef – frequênciav - velocidade
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Período
O período, T, é o intervalo de tempo decorrido entre dois pulsos consecutivos. É igual ao período de oscilação do emissor e, consequentemente, depende apenas deste. A unidade SI do período é o segundo (s).
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Comprimento de onda
O comprimento de onda, λ, é a distância que a onda avança ao fim de um período. É a menor distância que separa duas partículas do meio de propagação que estão na mesma fase de oscilação. Depende do meio de propagação. A unidade SI de comprimento de onda é o metro (m).
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PROPAGAÇÃO POR ONDAS
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Frequência (f) – Números de oscilações por unidade de tempo. Depende da frequência da fonte emissora. A unidade SI de frequência é o hertz (Hz) ou s-1.
Comprimento de onda () – Distância entre dois pontos consecutivos que se encontrem em fase de vibração (m);
Período (T) – Tempo que leva a dar uma volta completa (s);
ONDAS
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Número de ondas () – Número de ondas por unidade de comprimento (m-1);
Amplitude (A) – Desvio máximo em relação à posição de equilíbrio . Depende da amplitude da fonte emissora. A unidade SI de amplitude é o metro (m).
Velocidade de propagação (v) – Quociente da distância percorrida pelo intervalo de tempo (m/s).
ONDAS
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ALGUMAS RELAÇÕES
1 1
v = f = = T T
( m/s ) ( Hz ) ( m -1 )
ONDAS
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Velocidade de propagação
t
dv
Tf
1
fv .
A velocidade de propagação da onda
é
então pode ser escrita
como
então
Como a velocidade da onda é constante num dado meio, a frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais.
Tv
22
Velocidade de propagação
23
Velocidade de propagação
24
Sinal harmónico e onda harmónica
Um sinal harmónico está associado a uma perturbação do meio que provoca a oscilação livre das suas partículas em torno de uma posição de equilíbrio. As partículas adquirem movimento oscilatório harmónico simples.
Mola em movimento harmónico simples
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Sinais harmónicos simples
Pontos de onda separados por distâncias , 2, 3, … n (sendo n um número inteiro) oscilam em concordância de fase.
26
Sinais harmónicos simples
Pontos de onda separados por distâncias: /2, 3/2 , 5/2, … (2n–1)./2 (sendo n um número inteiro) oscilam em oposição de fase.
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Sinais harmónicos simples
Os movimentos harmónicos simples podem ser descritos pela função:
x = A.sinω.t
x – elongação, em metros (afastamento, em cada instante, da fonte emissora em relação à posição de equilíbrio.
A – amplitude de oscilação, em metros (depende da amplitude de oscilação da fonte que emite o sinal).
ω – velocidade angular ou frequência angular de oscilação da fonte emissora, em rad.s-1
t – tempo, em segundos
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Sinais harmónicos simples
A frequência angular está relacionada com a frequência das oscilações por:
ω = 2.π.f e com o período por
ω =
T
.2
A amplitude de onda está relacionada com a intensidade do sinal emitido. Um sinal é tanto mais intenso quanto maior for a sua amplitude.
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Sinais harmónicos simples
Uma onda harmónica ou sinusoidal é a propagação, no espaço e no tempo, de um sinal harmónico ou sinusoidal.
Uma onda harmónica ou sinusoidal, como qualquer onda periódica, apresenta:
- periodicidade no tempo, o período, T;
- periodicidade no espaço, o comprimento de onda, λ.
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Sinais harmónicos simples
A onda harmónica é caracterizada por:
- Frequência, f – que é igual à frequência de oscilação da fonte emissora do sinal.
- Amplitude, A – elongação máxima.- Período, T – igual ao período de oscilação da
fonte emissora.- Comprimento de onda, λ – distância entre dois
pontos consecutivos que se relaciona com o período através da velocidade de propagação.
Como e como Δt = T e s = λ então
t
sv
Tv
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