Ondulatória

O que é uma onda?

Conceito

Onda, ou pulso de onda, é qualquer perturbação causada em um meio onde há o transporte de energia sem o transporte de matéria.

Classificação das ondas

Quanto a sua natureza

-Ondas Mecânicas: São originadas pela deformação de um meio e que, para se propagarem, necessitam de um meio material.

Obs.: Quanto mais denso o meio material, com maior velocidade as ondas sonoras (onda mecânica) se propagam.

Classificação das ondas

Quanto a sua natureza

- Ondas eletromagnéticas: São originadas pela oscilação de cargas elétricas vibrantes gerando campos elétricos e magnéticos também oscilantes*.

Obs.: Quanto mais denso o meio material, com menor velocidade as ondas eletromagnéticas se propagam.

Classificação das ondas

Quanto à forma de propagação:

- Longitudinais → a direção da propagação das ondas é a mesma direção da vibração.

Classificação das ondas

Quanto à forma de propagação

- Transversais: A direção de propagação das ondas é perpendicular à direção da vibração.

Classificação das ondas

Quanto à direção de propagação- Unidimensionais

- Bidimensionais

- Tridimensionais

Ondas periódicas

São perturbações que se repetem no mesmo intervalo de tempo.

Ondas periódicas

Características

- Período (T) → tempo decorrido para que se forme uma onda completa (1 crista + 1 vale)Unidade no SI: segundo (s)

- Frequência (f) → número de ondas produzidas por unidade de tempo. Unidade no SI: Hertz (Hz) = RPS

f = 1/T

Ondas periódicas

Características - comprimento de onda (λ) →

distância entre duas cristas, ou vales, consecutivos.Unidade no SI: m

- Amplitude (A) → altura de uma crista ou profundidade de um vale.Unidade no SI: m λ

Ondas periódicas

Velocidade de propagação (v) → depende do meio de propagação das ondas.

Unidade no SI: m/s

Equação fundamental das ondas

Exercícios

(UFRJ 2003 – 1) O gráfico abaixo registra um trecho de uma corda esticada, onde foi gerada uma onda progressiva, por um menino que vibra sua extremidade com um período de 0,40 s. A partir do gráfico, obtenha as seguintes informações:

a) amplitude e comprimento de onda;

b) freqüência e velocidade de propagação. Justifique sua resposta.

Exercícios

(UFF 98 – 1) A luz proveniente do Sol demora, aproximadamente, 8 minutos para chegar à Terra. A ordem de grandeza da distância entre estes dois astros celestes, em km, é:

(A) 103

(B) 106

(C) 108

(D) 1010

(E) 1023

Física

Julien

Frente de Onda: Conjunto de pontos atingidos pela perturbação num dado instante.

Raio de onda: É a trajetória seguida pela frente de onda.

Ocorre quando uma onda incide sobre um obstáculo e retorna ao meio original de propagação.

Comentário: A onda refletida mantém as mesmas características da onda incidente, ou seja, mesma frequência, mesmo comprimento de onda e mesma velocidade

Lei da Reflexão

O ângulo entre o raio incidente e a reta normal à superfície é igual ao ângulo do raio refletido:

Θi = ΘR

A reflexão no nosso cotidiano

Radar (Radio Detection And Ranging)

Sonar (Sound Navigation And Ranging )

A reflexão no nosso cotidiano

Reflexão do som

Reflexão da luz

Exercício: Você já ouviu sua voz voltar de um penhasco, de um edifício

ou de uma montanha, formando um eco? Ouve-se o eco porque o som bate e volta como acontece a uma bola de borracha que volta de uma parede. O eco também é semelhante a um raio de luz refletido num espelho. Um eco é um som refletido. Só ouvimos os ecos como sons isolados quando eles nos atingem 1/10 de segundo ou mais depois do som original. Esse é o tempo necessário para o ouvido humano separar um som do outro. Sabendo que o som se propaga no ar com velocidade aproximada de 340 m/s, determine o valor da distância mínima que uma barreira deve estar para que possamos ouvir um eco.

Ocorre quando uma onda passa de um meio para outro alterando sua velocidade de propagação.

Comentário: A frequência da onda não se altera ao passar de um meio para outro.

Lei de Snell para a Refração

2

1

2

1sensen

V

Vri

Lei de Snell2

1

2

1sensen

V

Vri

A Refração no nosso cotidiano

Experimento da moeda

Exercício

(UFF 2009) Um raio luminoso, propagando-se num meio A, atinge a interface entre os meios A e B, conforme esquematizado na figura. As linhas tracejadas representam as frentes de onda associadas ao raio, e a distância entre elas é o comprimento de onda da luz incidente. Sabe-se que o tempo que a luz leva para percorrer uma certa distância em A é menor que o tempo que ela leva para percorrer a mesma distância em B. A propagação da onda refratada no meio B é corretamente representada pelo diagrama: