AULA 19

ONDULATRIA

1- INTRODUO

Neste captulo vamos definir e classificar as ondas quanto suanatureza e estudar alguns fenmenos ondulatrios.

2- DEFINIO

Onda qualquer perturbao que se propaga em um meio e temcomo propriedade fundamental o transporte de energia sem transportarmatria.

3- CLASSIFICASSO DE UMA ONDA QUANTO A SUANATUREZA.

Uma onda pode ser classificada quanto a sua natureza, comomecnica e eletromagntica.

Uma onda classificada como mecnica quando ela exige um meiomaterial para se propagar e classificada como eletromagntica quandoela no exige um meio para se propagar.Como exemplo de onda mecnica, temos o som que s se propaga emmeios materiais e como exemplo de onda eletromagntica, temos a luzque no exige um meio material para se propagar.

4- PERODO (T)

Todo movimento repetitivo dito peridico. O perodo (T) omenor intervalo de tempo para que o movimento comece a suarepetio. Na ondulatria o perodo e o menor intervalo de tempo paraque a perturbao percorra um comprimento de onda (l).

5- FREQNCIA (f)

A freqncia mede a rapidez com que determinado evento se repete.Na ondulatria a freqncia a relao entre o nmero (n) decomprimentos de onda que a perturbao percorre pelo intervalo detempo gasto (Dt).

tn

fD

=

6- RELAO ENTRE FREQNCIA E PERODO.

Vamos imaginar uma perturbao que percorreu um nicocomprimento de onda (n=1). Podemos ainda dizer que o tempo gastopara percorrer tal comprimento de onda foi de um perodo (Dt=T).Substituindo os dados na equao da freqncia, temos:

As unidades de freqncia e perodo no sistema internacional so:

7- EQUAO FUNDAMENTAL DA ONDULATRIA

a a amplitude da onda.l o comprimento de onda (distncia percorrida pela perturbao

para realizar um oscilao).

T1

f =

s)T(unid =

)Hz( hertzs1)f(unid ==

O ponto mais alto atingido pela perturbao a crista da onda e oponto mais baixo o vale ou depresso.

f.VT

VtS

V l=fil

=fiD

D=

8- FENOMENOS ONDULATRIOS

A seguir veremos alguns fenmenos ondulatrios.A ressonncia ocorre quando um sistema recebe energia numa

freqncia que coincide com uma das freqncias de vibrao dosistema.

A difrao ocorre quando uma onda contorna uma fenda ou umobstculo. Este contorno se verifica quando a dimenso do obstculo ouda fenda da ordem ou menor que o comprimento de onda. Toda ondasofre difrao.

A polarizao ocorre quando todos os pontos de um meio passam avibrar em um nico plano. Somente as ondas transversais podem serpolarizadas.

9- QUALIDADES FISIOLGICAS DO SOM

Altura est relacionada freqncia do som. O som alto um somagudo, de alta freqncia. O som baixo um som grave, de baixafreqncia.

Intensidade est relacionada amplitude do som. O som forte temintensidade elevada (volume elevado) e o som fraco tem baixaintensidade (baixo volume).

Timbre est relacionado forma de onda do som emitido. Permiteao ouvido diferir sons de mesma freqncia e mesma intensidade,emitidos por instrumentos musicais diferentes.

10- EFEITO DOPPLER-FIZEAU

O efeito Doppler-Fizeau ocorre devido ao movimento da fonte emrelao ao observador ou do observador em relao fonte ou deambos. A freqncia recebida pelo observador (aparente) diferente dafreqncia emitida pela fonte (real).

Quando observador e fonte se aproximam, a freqncia recebidapelo observador (aparente) maior que a freqncia emitida pela fonte(real).

Quando observador e fonte se afastam, a freqncia recebida peloobservador (aparente) menor que a freqncia emitida pela fonte(real).

EXERCCIOS

1- (FUVEST) A fita magntica de um gravador move-se comvelocidade constante de mdulo 0,10m/s, em relao aoelemento de gravao. De quanto se move a fita durante agravao de 1 ciclo de um som de 5,0kHz?

2- (FUVEST) Uma roda, contendo em sua borda 20 dentesregularmente espaados, gira uniformemente, dando 5 voltas porsegundo. Seus dentes se chocam com uma palheta, produzindosons que se propagam a 340m/s.a) Qual a freqncia do som produzido?b) Qual o comprimento de onda do som produzido?

3- (UNIP) A ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, ao receberimpulsos peridicos do vento, entrou em vibrao e foitotalmente destruda. O fenmeno que melhor explica esse fato:a) o efeito Doppler b) a ressonncia c) ainterferncia d) a difraoe) a refrao

4- (UEL) Considere a proposio a seguir: A qualidade quemais diferencia a voz de um homem da de uma mulher que,

geralmente, a do homem mais ....................e forte que a damulher, que mais................e fraca. A proposio acima setorna fisicamente correta se as lacunas forem preenchidas,respectivamente, por:a) mscula e feminil; b) grave e aguda;c) seca e timbrosa;d) alta e baixa; e) mscula e musical.

5- (UFU) O efeito Doppler-Fizeau est relacionado com asensao de:a) variao de altura do som;b) variao de timbre do som;c) aumento de intensidade do som;d) diminuio de intensidade do som;e) constncia da altura do som.

6- (PUC) Uma fonte sonora em repouso, situada no ar emcondies normais de temperatura e presso, emite a nota l1(freqncia de 440Hz). Um observador, movendo-se sobre umareta que passa pela fonte, escuta a nota l2 (freqncia 880Hz).Supondo que a velocidade de propagao do som no ar temmdulo igual a 340m/s, podemos afirmar que o observador:a) aproxima-se da fonte com velocidade de mdulo 340m/s;b) afasta-se da fonte com velocidade de mdulo 340m/sc) aproxima-se da fonte com velocidade de mdulo 640m/s;d) afasta-se da fonte com velocidade de mdulo 640m/s;e) aproxima-se da fonte com velocidade de mdulo 880m/s.

RESPOSTAS

1. l=2,0.10-5m2. a) f=100Hz b) l=3,4m3. ALTERNATIVA B4. ALTERNATIVA B5. ALTERNATIVA A6. ALTERNATIVA A