ondas-aula 1

ONDASONDAS

Prof. CamilaCursinho ATHOCursinho ATHO--RCRCReferência: FReferência: Fíísica Ssica Séérie Brasil rie Brasil –– Alberto Gaspar Alberto Gaspar

Contextualização

Contextualização

Curiosidade sobre o relâmpago

� De acordo com a Física Moderna, as radiações eletromagnéticas são constituídas de partículas de energia: os fótons . Assim, quando percebemos o clarão de um relâmpago somos atingidos por essas partículas, que não possuem massa mas se comportam como partículas materiais.

O que são ondas?

� Uma onda é uma perturbação que se propaga transportando energia, sem envolver transporte de matéria.

� Podemos classificar as propagações ondulatórias em mecânicas ou eletromagnéticas e longitudinais ou transversais.

Ondas mecânicas

� São ondas que transportam vibrações mecânicas, isto é, ocorrem quando partículas materiais vibram. Elas precisam de um meio material para se propagar.

� Ex: ondas em cordas, molas, em superfícies e no interior de líquidos, sólidos e gases (ondas do mar, terremotos, som no ar), etc.

Exemplo: Tsunami

Exemplo: Terremotos

Exemplo: Som (música)

Ondas eletromagnéticas

� São ondas que perturbam um campo elétrico ou magnético através de cargas elétricas oscilantes. Elas não precisam, obrigatoriamente, de uma meio material para se propagar.

� Ex: ondas de rádio, microondas, luz visível, raios-X, etc.

Exemplo: Microondas

Exemplo: celular

Exemplo: Raios-X

Ondas transversais

� A direção de propagação da onda éperpendicular ao movimento oscilatório.

Ondas longitudinais

� A direção de propagação da onda éigual ao do movimento oscilatório.

Ondas periódicas

� São uma sucessão de pulsos iguais

Onda periódica unidimensional

� A = amplitude� C1 e C2 = cristas� V1 e V2 = vales� = comprimento de onda

MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES

� O que é Movimento Harmônico Simples?Suponhamos a seguinte situação:

O corpo oscila do repouso (0)até +A (mola comprimida) e –A

(mola distendida). Esse movimentooscilante, repetidas vezes, échamado de Movimento Harmônico

Simples (MHS)

A distância máxima que o bloco

atinge em relação à origem échamada AMPLITUDE (A) do

movimento.

Há outros dois pontos importantes no MHS: o período (T) e a

frequência (f).

Período (T)

� É o intervalo de tempo gasto para uma partícula descrever uma oscilação completa.

Onde T é dado em segundos [s]

Frequência (f)

� É o número de oscilações completas descritas por uma partícula em determinado tempo.

Onde f é dado em [s-1] ou Hertz [Hz]

Por exemplo:

Se nestes casos o movimento cai de B para B’ e retorna para B 5 vezes em 1 segundo, então podemos dizer que a frequência do movimento é de:

5 vibrações/s ou 5 ciclos/s

Podemos dizer que 1 vibração/s ou 1 ciclo/s é

também chamada de 1 hertz. Assim podemosdizer que a frequência do movimento anterior é

de f = 5 hertz.

Mas se a frequência desse movimento é de 5hertz, qual é o seu período T?

Evidentemente, se a lâmina executa 5vibrações em 1 segundo, o tempo que elegasta para efetuar 1 vibração é de:

Heinrich Hertz

Velocidade de propagação de uma onda

Na propagação ondulatória ocorre odeslocamento de uma forma, não de umponto ou partícula. Por isso, neste casousamos o conceito de velocidade escalar:

A crista C percorre a distância correspondente a um comprimento de onda ( )e o intervalo de tempo correspondente a esse percurso é o período T.

Assim, voltando à expressão da velocidade escalar média, temos que

Então a velocidade escalar média de propagação da onda é:

Onde v é dado em [m/s]

Exercício 1

� A figura a seguir foi obtida de uma foto instantânea de uma onda que se propaga por uma corda com velocidade de propagação 0,16 m/s. Determine:

a) A amplitude, o comprimento de onda, a frequência e o período.