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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL FÍSICA ACÚSTICA PARA FONOAUDIOLOGIA

Prof.: Moacyr Marranghello

Grandezas Físicas Importantes

Grandezas Física � Fundamentais:

a) Comprimento; b) Massa; c) Tempo;

� Derivadas:

a) Velocidade; b) Aceleração; c) Força; d) Trabalho; e) Energia; f) Quantidade de movimento; g) Potência; h) Pressão; ...

Ondas

1. Ondas mecânicas

“É uma perturbação de um meio material elástico, a qual se propaga, através desse meio, transportando energia e quantidade de movimento.”

Quando uma onda se propaga ao longo de um meio material, cada ponto desse meio exe-cuta um movimento vibratório em torno de sua posição de equilíbrio, mas não sofre transla-ção, de uma posição para outra do meio, junto com a corda. Em outras palavras, em uma onda há transporte de energia de um ponto para outro do meio sem que haja transporte de matéria entre esses pontos.

2. Pulso e trem de ondas

Quando as perturbações são produzidas periodicamente, temos um trem de ondas periódicas, ou uma, onda periódica.

“Todas as partículas do meio vibram com o mesmo período e a mesma freqüência da fonte de perturbação.”

3. Classificação das ondas

a) Quanto a direção de propagação: - Unidimensional - Bidimensional - Tridimensional

b) quanto à direção de perturbação - Transversal - Longitudinal

c) quanto à natureza

- Mecânica - Eletromagnética

4. Representação gráfica de uma onda

Para facilitar o entendimento utilizaremos uma corda presa em uma extremidade e sendo movimentada a partir da outra ponta.

5. Amplitude, Freqüência e Período

Amplitude (A) é o afastamento máximo do ponto de repouso da corda até seu maior afas-tamento.

Freqüência (f) é o número de pulsos, ci-clos, vibrações ou oscilações que ocorrem em um intervalo de tempo de 1 segundo. Podemos definir freqüência como sendo a freqüência com que oscilam todos os pontos do meio no qual ela se propaga, ao serem atingidos pela

crista amplitude (A)

nó vale ou depressão

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onda. O valor dessa freqüência é sempre igual à freqüência da fonte que deu origem à onda, isto é, é uma característica da fonte emissora da onda.

tempo

oscilaçãof =

A unidade de medida de freqüência é o

hertz (Hz) que corresponde à s

1 ou s-1.

Período (T) é o tempo que demora para que ocorra uma oscilação, ciclo, pulso ou vi-bração.

oscilação

tempoT =

Como podemos observar, freqüência e pe-ríodo são grandezas inversamente proporcio-nais, isto é, quando uma cresce a outra de-cresce. Assim podemos escrever:

T

1f = ou

f

1T =

6. Velocidade de propagação:

A definição de velocidade é válida para qualquer parte do estudo da Física, isto é, a

distância percorrida (∆S) em função do tempo

(∆t). Supondo a corda um meio uniforme a velocidade de uma onda em uma corda é constante. Assim podemos escrever:

t

Sv

∆

∆=

7. Velocidade de propagação de uma onda em uma corda

A velocidade das ondas mecânicas depen-de principalmente do tipo de onda, da densi-dade e das propriedades elásticas do meio. Em alguns casos em particular, porém, pode depender da freqüência e da amplitude.

A amplitude influencia na velocidade ape-nas nos casos em que é muito grande, por exemplo, ondas geradas por explosões. De forma genérica podemos dizer que a amplitude não influencia na velocidade da onda no meio.

A freqüência pode influenciar a velocidade da onda em dois casos: ondas na superfície de um líquido e ondas ultra-sônicas. Em outros

casos a freqüência não influencia na velocida-de da onda.

Já a temperatura do meio provoca variação na densidade do meio e nas propriedades e-lásticas do mesmo, acarretando, portanto, alte-rações na velocidade. Estas alterações são mais significativas em líquidos e gases.

8. Velocidade de uma onda transversal em uma corda

Em uma corda a velocidade da onda modi-fica segundo a expressão:

µ=

Fv

onde:

F = força aplicada à corda (tensão)

µ = densidade linear da corda,

l

m=µ

m = massa da corda

l = comprimento da corda

9. Comprimento de onda

Quando uma onda está se propagando, enquanto uma partícula do meio efetua uma vibração completa, isto é, durante o período (T), essa onda avança uma certa distância,

denominada comprimento de onda (λ). Não é

difícil concluir que o comprimento de onda (λ) é a distância que separa dois vales, duas cris-tas ou, ainda, três nós consecutivas.

λ λ

λ

Assim podemos escrever:

Tv

λ= ou fv ×λ=

Esta última é conhecida como a equação fundamental da onda:

fv ×λ=