ondas 2012
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ONDAS
Propriedades Básicas
• Onda NÃO é um pulso
• Onda É uma sequência de pulsos
• Ex: onda estacionária
Movimento Ondulatório
Na figura ao lado, é
esquematizada uma onda ao
atingir a cortiça. Ela fica
flutuando na superfície da
água, oscilando para cima e
para baixo, sem variar a sua
direção longitudinal. Esse
movimento é devida a energia
recebida da onda.
Durante a propagação da onda, ocorre transporte de energia, não havendo
transporte de matéria. Portanto, as ondas podem diferir em muitos aspectos,
mas todas podem transmitir energia de um ponto a outro.
Definição de Onda
Quanto a direção de vibração
CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS
Transversal:
• A vibração do meio é perpendicular à direção de propagação (ondas na corda, ondas luminosas, ondas na água).
Longitudinal
• A vibração do meio ocorre na mesma direção que a propagação (ondas sonoras).
Quanto a direção de propagação
• Unidimensional: quando se propaga ao longo de uma única dimensão
(ondas na corda);
• Bidimensionais: quando se propaga ao longo de uma superfície (ondas na
água);
• Tridimensionais: quando se propaga no espaço (ondas sonoras, ondas
luminosas).
Movimento Ondulatório
Classificação das Ondas
Longitudinal e Unidimensional
Transversal e Unidimensional
Classificação das Ondas
Movimento Ondulatório
Transversal e Bidimensional Tridimensional
Quanto a Natureza da onda
CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS
http://www.pet.dfi.uem.br/animaco
es/ondas/ondas002/index.html
Mecânicas
• produzida pela vibração (deformação) do meio material. (ondas na corda, ondas sonoras, ondas na água); Dependem do meio para se propagar.
Eletromagnéticas
• Produzidas por variação dos campos elétrico e magnético (ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios-x e raios-gama). Não dependem do meio para se propagar.
ESPECTRO DE ONDAS
ELETROMAGNÉTICAS
Mesma velocidade c.
Mesma natureza
Mesmo modo de vibração
• (UnB – 1ºvestibular/2010)A partir do texto da questão anterior. A técnica empregada no espectroscópio que permite distinguir os elementos químicospresentes em uma estrela tem por princípio fundamental as diferenças de :
A. freqüências das radiações emitidas pelos vários elementos químicos existentes na estrela.
B. velocidades de propagação das cores da radiação no trajeto da estrela à Terra.
C. polarização da luz emitida por cada um dos elementos químicos que compõem a estrela.
D. intensidade da radiação emitida por cada um dos elementos químicos que compõem a estrela.
E. O índice de refração da lente utilizada no para difratar a luz da estrela.
ESPECTRO DE ONDAS SONORAS
Animal Mínimo (Hz) Máximo (Hz)
Elefante 20 10000
Pássaro 100 15000
Gato 30 45000
Cão 20 30000
Chimpanzé 100 30000
Baleia 40 80000
Aranha 20 45000
Morcego 20 160000
Tabela 1 – Gama de frequências que alguns animais conseguem ouvir
QUADRO SINTÓTICO
Ondas: É uma sequência de pulsos contínuos. Não
transportam matéria, apenas energia
Quanto a direção de
vibração
1.Longitudinal
2. transversal
Quanto a direção de propagação
1.Unidimensional
2.Bidimensional
3.tridimensional
Quanto a Natureza1. Mecânicas
2. eletromagnéticas
ESTUDO SISTEMÁTICO DE UMA ONDA
Propriedades Básicas
Nós: pontos fixos que ficam entre dois
pontos oscilantes.
No exemplo ao lado, os nós estão
representados pelos pontos A,C,E,G,I
NÓS
Propriedades Básicas
Pico ou crista: posição mais elevada da oscilação.
No exemplo ao lado, os picos ou cristas
estão representados pelos pontos B e F.
Propriedades Básicas
Vale: posição mais baixa da
oscilação .
No exemplo ao lado, os picos
ou cristas estão
representados pelos pontos D
e H
Propriedades Básicas
Comprimento de Onda:
distância entre duas cristas ou
vales .
No exemplo ao lado, estão
representados pelas distâncias
entre pelos pontos B e F ou
D e H.
Obs.: Comprimento de onda não é apenas a distância entre duas cristas ou vales, mas sim a distância entre dois pontos consecutivos.
OSCILAÇÃO (CICLO)
• Oscilação ou ciclo: passagem de um
extremo a outro (de um ponto de mínimo ao
máximo e retornando ao mínimo)
• Ou seja, um ciclo de subida e descida (Crista
– Vale –Crista)
Propriedades Básicas
Amplitude: distância entre o ponto de equilíbrio e a altura
de uma crista ou um vale.
PERÍODO
Período: é o tempo (t) de uma oscilação
É o tempo gasto para produzir uma oscilação completa (um ciclo), ou seja, é o tempo em que a fonte gera um ciclo de subida e um de descida.
FREQUÊNCIA
Frequência: é o número
(quantidade) de oscilações por
segundo (tempo)
Quando a frequência é
grande, a oscilação é
rápida.
T – PERÍODO: Unidade no SI (segundos)
f – FREQUÊNCIA: Unidade no SI hertz (hz) = r. p. s
Período: é o menor intervalo de tempo para uma oscilação completa.
Freqüência: é o número de oscilações executadas por um ponto de corda, por unidade
de tempo.
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO
Corresponde à velocidade que os pulsos de onda se propagam no meio durante um intervalo de tempo.
Assim, se uma pessoa produzir um pulso na extremidade de uma corda, cujo comprimento de onda é de 6.0 m, e se o ciclo tem duração 2.0 segundos, teremos a velocidade de propagação da onda igual a 3,0 m/s.
Relação entre velocidade, período e freqüência
fvT
v .
APRESENTAÇÃO DE PROGRAMA
• - (FEPECS DF/2006)
• Em um aparelho para exames de ultra-sonografia, o ultrasomtem velocidade 340 m/s no ar e 1200 m/s no corpo do paciente.
• Sabendo-se que o comprimento de onda do ultra-som no ar é 1,7 mm, podemos dizer que seu comprimento de onda no corpo do paciente é:
• a) 4,0 mm;
• b) 17 mm;
• c) 3,4 mm;
• d) 6,0 mm;
• e) 12 mm.
• 05. (UnB ) Em um lago de águas paradas, um pacato cidadão balança um barco. Ele observa que o barco apresenta 5 oscilações em 10 segundos, sendo que cada oscilação produz uma frente de onda. Sabendo que a crista de uma dada onda leva 4 segundos para alcançar um certo ponto da margem, a uma distância de 20 m do barco, julgue os itens que se seguem.
1. A perturbação ondulatória na superfície do lago tem um comprimento de onda de 10 m.
2. A velocidade de propagação da onda é de 5,0 m/s.
3. A freqüência de oscilação da onda é de 50 Hz.
• Um terremoto no fundo do Oceano, no golfo do Alasca, provocou um tsunami (chamado também de “onda de maré”) que atingiu Hilo, no Havaí, a 4.450 km de distância, depois de 9 h e 30 min. Os tsunamis têm grande comprimentos de onda (100 a 200 km), e para essas ondas a velocidade de propagação é , onde h é a profundidade média da água. Esses dados foram utilizados para calcular a profundidade do Oceano Pacífico na região, bem antes de serem feitas medições diretas através de sondagem acústica, onde é emitida verticalmente uma onda de ultra-som, que em seguida reflete no fundo do oceano e finalmente captada de volta, 2,3 s após a emissão na superfície do Oceano. Com tais informações, julgue os itens que se seguem. Adote para aceleração da gravidade g = 9,8 m/s2 e 1.500 m/s a velocidade de propagação do som nas águas do mar.
1. A velocidade média da onda da maré é de aproximadamente 130 m/s.
2. A profundidade média do oceano Pacífico entre o Alasca e o Havaí é de aproximadamente 1,73 km.
3. A freqüência da onda da maré está, aproximadamente, entre 0,65 mHz.
4. A equação que expressa a velocidade em função da profundidade garante que em regiões mais profundas a velocidade da onda da maré é menor.
• (equipe de física) Vários casos de fenômenos físicos podem ser frequentemente explicados pela consideração do fenômeno físico em si. Por exemplo, o caso bastante conhecido do homem que acorda de um sono profundo sem nenhuma razão, levanta da cama e caminha para a janela a tempo de ouvir o som de uma explosão de uma fábrica de munição no outro lado da cidade. A história, frequentementemencionada, transmite a idéia de clarividência, mas pode ser explicada simplesmente admitindo que o homem foi acordado pelo tremor da onda sonora transmitida através da terra, e então ele caminhou para a janela a tempo de ouvir a onda transmitida pelo ar. Se ele gasta 3seg para se deslocar da cama até a janela e a velocidade média do som através da rocha sólida é de 3000m/s, qual a distância de sua casa até a fábrica de munição?
Reflexão de Ondas;
Refração de Ondas;
Difração de Ondas;
Interferência de Ondas;
Ondas Estacionárias;
Efeito Doppler;
Fenômenos Ondulatórios
incidente
refletido
refratado
Reflexão e Refração de Ondas
Quando uma onda que se propaga num dado meio encontra uma
superfície que separa esse meio de outro (interface), essa onda pode
retornar ao meio em que estava se propagando (reflexão) e/ou
propagar-se no outro meio (refração).
Fenômenos Ondulatórios
• (UnB) As ondas têm presença marcante na vida das pessoas. Elas ocorrem em conversas e músicas, na televisão e em ruídos diversos. Algumas ondas têm como característica a necessidade de um meio material para se propagarem e, às vezes, são chamadas de ondas matérias, a exemplo do som e de uma onda se propagando em uma corda. Por outro lado, há também ondas que não precisam de um meio material, como, por exemplo, a radiação eletromagnética (luz). Contudo, em qualquer dos casos, a presença de um meio afeta bastante a propagação das ondas. Acerca da propagação ondulatória, julgue os itens.
1. O efeito chamado de difração somente ocorre com a luz.
2. Se uma onda se propaga com velocidade v em uma corda, cada ponto dessa corda também se move com velocidade v.
3. O movimento de cada ponto de uma corda, durante um movimento ondulatório, é harmônico.
4. A velocidade de propagação de uma onda independe do meio.
5. O efeito chamado de interferência somente ocorre com ondas materiais.
•
• - (UNB – PAS 2006) Tsunamis são ondas gigantes geradas pelo deslocamentoabrupto de uma grande quantidade de água.
• Esse deslocamento pode ter origem em um terremoto no fundo do mar, emuma erupção vulcânica ou mesmo na queda de um meteoro.
• Em dezembro de 2004, um terremoto cujo epicentro foi no mar, a oeste da ilhade Sumatra, no Oceano Índico, gerou um tsunami que custou a vida de mais de200 mil pessoas.
• As figuras mostram esquematicamente o processo de geração desse tipo detsunami. O terremoto causa o deslocamento de uma massa enorme de água,gerando ondas na superfície que se propagam a aproximadamente 700 km/hem mar aberto. Essas ondas têm comprimento de onda de até 100 km eamplitude de 50 cm. Próximo à costa, a diminuição da profundidade do mar fazque a velocidade da onda diminua, o que acarreta o aumento da amplitude daonda, a qual pode atingir 30 metros e causar grande destruição.
• Considerando esse texto e o tema por ele abordado, julgue os itens:
• a( ) Uma onda na superfície com comprimento de onda de 100 km e viajando no mar aberto à velocidade de 700 km/h tem período menor que 5 minutos.
• b( ) Um tsunami, por ser uma onda mecânica, deve ser
• parcialmente refletido quando encontra uma ilha em sua trajetória.
• c( ) Não acarretaria prejuízo ao sentido original do texto a seguinte reescrita dos dois últimos períodos: À medida que o tsunami se aproxima da costa, a velocidade da onda diminui como conseqüência da diminuição da profundidade do mar, o que aumenta a amplitude dessa onda, que pode atingir 30 metros e causar grande destruição.
• - (UnB-PAS 2006) 43 As figuras I e II, abaixo, mostram uma simulação computacional do tsunami que atingiu o sudeste asiático em dezembro de 2004, em dois momentos: antes e depois de atingir a ilha de Sri Lanka(mostrada por uma seta na figura I).
• Considerando essas informações, assinale a opção que apresenta uma explicação plausível para o fato de a região ao sul da Índia, perto do estreito de Palk, indicada por uma seta na figura II, ter sido atingida pelo tsunami, ainda que, na trajetória da onda, a ilha de Sri Lanka estivesse à sua frente.
• A - Ao se aproximar da ilha, a velocidade da onda
• aumentou, fazendo que a refração causasse o desvio da onda em direção ao estreito de Palk.
• B - Apesar de haver, na ilha de Sri Lanka, localidades com mais de 1.500 metros de altitude e de a onda ter altura máxima de 30 metros, a água do mar inundou toda a ilha, ultrapassando-a e atingindo a costa da Índia perto do estreito de Palk.
• C - O tsunami sofreu difração ao passar pela ilha de Sri Lanka e, portanto, parte da onda mudou de direção e atingiu a costa da Índia perto do estreito de Palk.
• D - A parte do tsunami refletida na costa leste da ilha de Sri Lanka foi desviada pelo forte vento e atingiu a costa da Índia perto do estreito de Palk.