PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO

PROGRAMA SUPLEMENTAR FOCO VESTIBULAR

FÍSICA AULA 9

Afinal, o que é uma ONDA?!

•Perturbação denomina-se pulso;

•O movimento do pulso denomina-se onda;

•Toda onda possui uma fonte;

Finalidade das ONDAS:

TRANSPORTAR ENERGIA SEM PROPAGAR MÁTERIA.

Natureza

•Ondas mecânicas:Necessitam de um meiomaterial

•Ondas eletromagnéticas:Não necessitam de ummeio material

Classificação das Ondas

Direção/Forma

•Ondas transversais:Vibração perpendicular ádireção de propagação

•Ondas longitudinais:Vibração e propagaçãona mesma direção(Unidimensionais, Bidimensionais, Tridimensionais)

Ondas Eletromagnéticas• A onda envolve a oscilação de campos

elétricos e magnéticos, dizemos

que é uma onda eletromagnética.

• As ondas eletromagnéticas são

classificadas de acordo com sua

freqüência. Veja o esquema ao lado.

Mecânica:

Som; ondas em uma corda ou uma

mola, ondas na superfície de líquidos, etc.

EXEMPLOSEletromagnética:

Luz; ondas de rádio ou tv; raios x, micro-

ondas, etc.

A natureza do som é mecânica, sendo assim, não se propaga no vácuo.

A natureza da luz é eletromagnética, portanto, se propaga no vácuo.

OBSERVAÇÕES

Transversais:

Todas as ondas eletromagnéticas, on

das em uma corda, etc.

EXEMPLOSLongitudinais:

Onda em uma mola.

Mistas

São ondas em que a vibração ocorrem em mais de uma direção mas sempre formando movimentos que acompanham a direção de propagação.

Exemplo: Onda no mar.

Elementos de uma Onda

AMPLITUDE:

CRISTAS E VALES:

Comprimento de Onda ( )

Corresponde a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos

Frequência (f): É o número de vibrações em umdeterminado intervalo de tempo.

Onde: n é o número de vibrações e Δt é o intervalo de tempo.

Período (T): quantidade de tempo correspondente auma vibração completa. Portanto tenho que Δt=T en=1

Elementos de uma Onda

Velocidade propagação (v)

Reflexão: Ocorre quando uma onda retorna ao meio de origem, após sua incidência.

Quando extremidade fixa, ocorre inversão de fase.

Quando extremidade móvel, a fase segue a mesma.

Fenômenos

Fenômenos Refração: quando uma onda passa de um meio

de menor densidade (μ1) para outro de maior densidade (μ2).

BA ff

B

B

A

A VV

Fenômenos Difração: A onda “contorna” obstáculos. Normalmente

isto ocorre quando as dimensões dos obstáculos oufendas são iguais ou menores que a ordem degrandeza do comprimento de onda.

Interferência: Quando há suposições de ondas demesma natureza

Princípio da Superposição http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html

Duas ou mais ondas se propagam simultaneamentenum mesmo meio, ocorre o princípio da superposiçãode ondas;

duas ondas com a mesma amplitude, o mesmocomprimento e a mesma fase; a diferença de faseentre elas é zero. Nesse caso, a interferência échamada de construtiva;

as duas ondas têm uma diferença de fase de meioonda. Isso faz com que um alto de uma delas coincidacom um baixo da outra.Acontece, então, uma interferência destrutiva.

Sistemas Vibrantes: Cordas vibrantes

Ondas estacionáriasNa superposição de duas ondas de mesma

frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos

As perturbações se contrapõem

Corda fixa em ambas extremidades

Tubo sonoro aberto de ambos lados

http://youtu.be/dvRHK4yA8rc

RESSONÂNCIA

•Quando a frequência de vibração da fonte for igual ou aproximadamente igual á frequência natural do tubo ocorre a ressonância.

•Fração da energia do vibrador é transformada em energia sonora aumentando a amplitude das vibrações com frequências próximas da fonte.

RESSONÂNCIA: Tubo fechado em uma extremidade

14L

14L

vvf

4

mLm

m= 1, 3, 5 e 7

movimento das moléculas muda densidade, diferenças de densidade diferenças de pressão movimento das moléculas.

Amplitude de som : 2 10-10 bar para 0 decibel

Intensidade =10log10(I/Iref)= 20log(P/Pref) [db]

60 db é normal, 150 db dói.

SOM

Frequência f

20Hz 20kHz

Infrasom Ultrasom

• A altura do som está ligada unicamente à sua freqüência;

• É a qualidade pela qual um som grave se distingue de um som agudo;

Som baixo frequência baixa

som grave

Som alto frequência alta

som agudo

A altura do som

O ultra-som é refletido de cadainterface e o tempo de retorno doeco dependerá da profundidade aqual ocorreu a interface.

L = vt