ondas 2012

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ONDAS

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Page 1: Ondas 2012

ONDAS

Page 2: Ondas 2012
Page 3: Ondas 2012

Propriedades Básicas

• Onda NÃO é um pulso

Page 4: Ondas 2012

• Onda É uma sequência de pulsos

• Ex: onda estacionária

Page 6: Ondas 2012

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

Page 7: Ondas 2012

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).

Page 8: Ondas 2012

Movimento Ondulatório

Classificação das Ondas

Longitudinal e Unidimensional

Transversal e Unidimensional

Page 9: Ondas 2012

Classificação das Ondas

Movimento Ondulatório

Transversal e Bidimensional Tridimensional

Page 10: Ondas 2012

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.

Page 11: Ondas 2012

ESPECTRO DE ONDAS

ELETROMAGNÉTICAS

Mesma velocidade c.

Mesma natureza

Mesmo modo de vibração

Page 12: Ondas 2012

• (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.

Page 13: Ondas 2012

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

Page 14: Ondas 2012

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

Page 15: Ondas 2012

ESTUDO SISTEMÁTICO DE UMA ONDA

Page 16: Ondas 2012

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

Page 17: Ondas 2012

NÓS

Page 18: Ondas 2012

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.

Page 19: Ondas 2012

Propriedades Básicas

Vale: posição mais baixa da

oscilação .

No exemplo ao lado, os picos

ou cristas estão

representados pelos pontos D

e H

Page 20: Ondas 2012

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.

Page 21: Ondas 2012

Obs.: Comprimento de onda não é apenas a distância entre duas cristas ou vales, mas sim a distância entre dois pontos consecutivos.

Page 22: Ondas 2012
Page 23: Ondas 2012

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)

Page 24: Ondas 2012

Propriedades Básicas

Amplitude: distância entre o ponto de equilíbrio e a altura

de uma crista ou um vale.

Page 25: Ondas 2012

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.

Page 26: Ondas 2012

FREQUÊNCIA

Frequência: é o número

(quantidade) de oscilações por

segundo (tempo)

Quando a frequência é

grande, a oscilação é

rápida.

Page 27: Ondas 2012

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.

Page 28: Ondas 2012

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 .

Page 29: Ondas 2012

APRESENTAÇÃO DE PROGRAMA

Page 30: Ondas 2012

• - (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.

Page 31: Ondas 2012

• 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.

Page 32: Ondas 2012

• 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.

Page 33: Ondas 2012

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.

Page 34: Ondas 2012

• (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?

Page 35: Ondas 2012
Page 36: Ondas 2012

Reflexão de Ondas;

Refração de Ondas;

Difração de Ondas;

Interferência de Ondas;

Ondas Estacionárias;

Efeito Doppler;

Fenômenos Ondulatórios

Page 37: Ondas 2012

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

Page 38: Ondas 2012

• (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.

Page 39: Ondas 2012

• - (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.

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Page 41: Ondas 2012

• 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.

Page 42: Ondas 2012

• - (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.

Page 43: Ondas 2012

• 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.