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Apostila de Física 43 Ondas 1.0 Definições Onda Perturbação que se propaga no meio. Fonte Corpo que fornece a perturbação. Meio Corpo em que a onda se propaga. Movimentação de uma onda Cede energia. Não há transporte de matéria. Unidimensional A onda se propaga em uma só direção (corda). Bidimensional A onda se propaga ao longo de um plano (superfície da água). Tridimensional A onda se propaga em todas as direções (ondas sonoras). 2.0 Natureza das Ondas 2.1 Ondas Mecânicas Originadas pela deformação de uma região de um meio elástico. Necessitam de um corpo material para se propagarem Não se propagam no vácuo. Ondas sonoras Se propagam em gases, líquidos e sólidos. 2.2 Ondas Eletromagnéticas Originadas por cargas elétricas oscilantes. Não necessitam de um corpo material para se propagarem Propagam-se no vácuo em certos meios materiais. 3.0 Tipos de Ondas Ondas transversais Ondas que possuem uma direção de propagação perpendicular à direção de vibração. Ondas longitudinais Ondas que possuem uma direção de propagação paralela à direção de vibração.

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Apostila de Física 43 – Ondas

1.0 Definições

Onda – Perturbação que se propaga no meio.

Fonte – Corpo que fornece a perturbação.

Meio – Corpo em que a onda se propaga.

Movimentação de uma onda – Cede energia.

Não há transporte de matéria.

Unidimensional – A onda se propaga em uma só direção (corda).

Bidimensional – A onda se propaga ao longo de um plano (superfície da água).

Tridimensional – A onda se propaga em todas as direções (ondas sonoras).

2.0 Natureza das Ondas

2.1 Ondas Mecânicas

Originadas pela deformação de uma região de um meio elástico.

Necessitam de um corpo material para se propagarem – Não se propagam no

vácuo.

Ondas sonoras – Se propagam em gases, líquidos e sólidos.

2.2 Ondas Eletromagnéticas

Originadas por cargas elétricas oscilantes.

Não necessitam de um corpo material para se propagarem – Propagam-se no

vácuo em certos meios materiais.

3.0 Tipos de Ondas

Ondas transversais – Ondas que possuem uma direção de propagação

perpendicular à direção de vibração.

Ondas longitudinais – Ondas que possuem uma direção de propagação paralela à

direção de vibração.

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Ondas mistas – Partículas que vibram transversal e longitudinalmente ao mesmo

tempo.

4.0 Propagação do Pulso em Meios Unidimensionais

Densidade linear da corda:

L – Comprimento.

Unidade – Quilograma por metro (kg/m).

Velocidade de propagação – Depende apenas da tração e da densidade linear da

corda:

T – Tração.

A energia que se propaga é cinética é potencial elástica.

5.0 Reflexão e Refração de Pulsos

Reflexão de um pulso:

Um pulso atinge a extremidade de uma corda e retorna à fonte.

Ocorre em extremidades de corda fixa ou livre.

Reflexão com inversão de fase:

O pulso, ao chegar numa extremidade, inverte-se.

Ocorre em extremidades de corda fixa.

Reflexão sem inversão de fase:

O pulso, ao chegar numa extremidade, não se inverte.

Ocorre em extremidades de corda não-fixa.

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Refração do pulso:

Cordas de diferentes densidades lineares são juntadas.

Quando a onda atinge o ponto de junção, o pulso transmite-se de uma

corda para outra; ao mesmo tempo há um pulso refletido, movimentando-

se em sentido oposto.

Não sofre inversão de fase.

Se a primeira corda tiver uma densidade linear menor – O pulso refletido

será invertido em relação ao pulso incidente.

Se a primeira corda tiver uma densidade linear maior – O pulso refletido

não será invertido em relação ao pulso incidente.

6.0 Ondas Periódicas

Trem de ondas – Um pulso segue outro em uma sucessão.

Onda periódica – Trem de pulsos regulares produzidos num mesmo intervalo de

tempo.

Onda cossenoidal – Originado de uma fonte que realiza um MHS.

Crista – Ponto mais alto da onda.

Vale – Ponto mais baixo da onda.

Comprimento da onda:

Distância entre 2 cristas adjacentes e entre 2 vales adjacentes.

Distância percorrida durante uma oscilação.

Representado pela letra grega lambda (λ).

Velocidade de propagação da onda:

T – Período.

f – Frequência.

A freqüência de uma onda é sempre igual à freqüência da fonte que a emitiu.

A velocidade de ondas mecânicas não depende da freqüência das ondas, apenas

da característica do meio.

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7.0 Fenômenos Ondulatórios

7.1 Polarização de Ondas

Onda não-polarizada – Onda que oscila em várias direções, perpendiculares à

direção de propagação da onda.

Onda polarizada – Onda que oscila num mesmo plano.

Polarizador – Aparelho que polariza as ondas.

Somente ondas transversais podem ser polarizadas.

Polaróides – Pequenos cristais que polarizam a luz.

7.2 Reflexão de Ondas

Reforço – Ouve-se um único som.

Reverberação – Sensação de prolongamento do som.

Eco – Percebe-se 2 sons distintos.

7.3 Interferência

Ondas de mesma freqüência se interceptam.

Construtiva – Ondas de mesma fase se interceptam:

A = A1 + A2

Destrutiva – Ondas de fases opostas se interceptam:

A =A1 – A2

7.4 Difração de Ondas

Ocorre se o comprimento da onda for maior ou igual ao obstáculo.