AS ONDAS

PROFESSOR HUMBERTO

Ondas

Em nosso mundo estamos rodeados por ondas. Ondas mecânicas, sonoras, luminosas, ondas de rádio, eletromagnéticas, etc. Graças às ondas é que existem muitas das maravilhas do mundo moderno, como a televisão, o rádio, as telecomunicações via satélite, o radar, o forno de microondas, entre outras.  

O que é onda?

Uma perturbação é causada, por alguém ou por alguma fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para o outro na forma de pulsos. E damos o nome de onda a uma seqüência de pulsos periódicos.

Exemplos:

Uma pessoa movimenta a extremidade de uma corda, e a perturbação propaga-se até a outra extremidade.

Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até encontrar algum continente, causando ondas gigantes conhecidas como Tsunamis. Estas ondas causam muita destruição quando chegam às praias.

Em Jacarta, Indonésia: 26 dezembro de 2004.

Um alto falante causa uma perturbação nas moléculas de ar, e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo.

Ondas Mecânicas

Ondas mecânicas são aquelas que precisam de um meio material para poderem se propagar. Como exemplo temos as ondas no oceano, uma pedra no lago, o som etc. Todas são perturbações causadas em meios materiais.

Eraldo Gueiros (na foto) brasileiro, nas ondas de Hawaii

Ondas Eletromagnéticas

Já as ondas eletromagnéticas não precisam de meios materiais para irem de um lugar para o outro. A perturbação é causada em campos eletromagnéticos e se propaga através deles. A luz é um bom exemplo deste tipo de onda. Note que a luz do Sol chega até nós mesmo existindo vácuo no espaço. Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são as microondas, as ondas de rádio etc.

Tipos de Ondas

• Transversais: são aquelas cujas vibrações são perpendiculares à direção de propagação.

Exemplo:

- Ondas em corda.

• Longitudinais: são aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de propagação.

Exemplos:- Ondas sonoras, ondas em molas.

Observação:

Uma onda transmite energia sem o transporte de matéria.  

A rolha sobe e desce quando a onda passa, mais não se desloca. Portanto não é matéria que está sendo transportada pela onda e sim energia.

Características de uma onda

• Amplitude:

Imagine um barquinho no oceano, e imagine que uma onda passe por ele (uma onda que ainda não "estourou", logicamente). Obviamente o barquinho irá subir e descer. Pois bem, a amplitude da onda que passou pelo barquinho é dada pelo quanto ele subiu ou desceu. Se por exemplo o barquinho subiu 5 cm, dizemos que a amplitude da onda que passou por ele é de 5 cm.

• Comprimento de onda: O comprimento de onda, representado pela letra

(lâmbda), mede a distância entre duas cristas consecutivas da mesma onda, ou então a distância entre dois vales consecutivos da mesma onda.

• Período:

O período de uma onda é o tempo que se demora para que uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento de onda, ou um l, seja criado. O período é representado pela letra T.

• Freqüência:

A freqüência representa quantas oscilações completas uma onda dá a cada segundo.

Relação entre Período e Freqüência

• Velocidade:

Toda onda possui uma velocidade de propagação. Geralmente a velocidade da onda depende muito do meio material onde ela está se movendo.

• Corda com extremidade fixa:Pulso volta de cabeça para baixo

• Corda com extremidade livre:Pulso volta de cabeça para cima

Reflexão de um pulso

Refração de um pulso

SOM

O som é um fenômeno ondulatório e a sua propagação só se pode efetuar em meios materiais (sólidos, líquidos ou gasosos).

A sensação de ouvir ocorre para freqüências que estão, aproximadamente, entre 16 Hz e 20 000 Hz.

Se a freqüência for menor do que 16 Hz não conseguiremos ouvir e a onda é chamada de infra-som. Se a freqüência for maior do que 20 000 Hz também não conseguiremos ouvir e a onda é chamada de ultra-som.

Infra-som

As ondas infra-sônicas são produzidas, por exemplo, por um abalo sísmico.

Rodovia federal em Nagaoka foi interrompida por violento terremoto

Ultra-Som

O ultra-som é utilizado pela natureza, que dotou certos animais com a capacidade de emitir ondas ultra-sônicas. Os morcegos, golfinhos, mariposas se locomovem, encontram alimentos e fogem do perigo através de ondas ultra-sônicas que eles próprios emitem.

Os golfinhos usam uma linguagem por assobios que é 10 vezes mais rápida que a nossa fala e 10 vezes mais alta em freqüência.

Velocidade do som

Nos líquidos e nos sólidos, onde as moléculas estão mais próximas umas das outras, a velocidade do som é bem maior do que em um gás.

V sólidos > V líquidos > V gases

MeioVelocidade

(m/s)

Ar 346

Água 1498

Ferro 5200

Vidro 4540

Intensidade É a qualidade que nos permite distinguir os sons fortes

dos fracos.

Timbre

Timbre é a qualidade que nos faz distinguir as vozes de duas pessoas, mesmo quando emitindo sons de mesma freqüência. Também permite diferenciar os sons de dois instrumentos musicais, mesmo quando eles emitem a mesma nota.

Altura

Altura é a qualidade do som que nos permite distinguir os sons graves dos agudos.

Sons graves ou baixos têm freqüência menor.Sons agudos ou altos têm freqüência maior.

Eco

Quando uma onda sonora encontra um obstáculo à sua frente, ela pode retornar à sua fonte por reflexão.O eco ocorre se a distância entre a origem do som e o obstáculo for, no mínimo, de 17 m. Nossos ouvidos têm a capacidade de distinguir sons emitidos num intervalo de tempo de, no mínimo, 0,1 s.

O sonar é um aparelho capaz de emitir ondas sonoras na água e captar seus ecos, permitindo, assim, a localização de objetos sob a água.