ONDULATÓRIA

Ondulatória

A ondulatória estuda os fenômenos harmônicos, ou seja, movimentos ou situações cíclicas que se repetem. Existem vários tipo de movimentos oscilatórios e todos se relacionam da mesma forma.

Ondas: Fazem transferência de energia sem transferência de matéria. São divididas basicamente em dois tipos com relação à sua natureza (Mecânicas e eletromagnéticas) e tipo de propagação (transversal e longitudinal).

OndulatóriaOndas Mecânicas: São ondas que precisam necessariamente de um

meio material para se propagarem, podendo ocorrer em todos os estados da matéria. Exemplos: ondas em cordas, sonoras, marítimas, sísmicas, etc.

Ondas Eletromagnéticas: São ondas que não precisam de um meio material para se propagarem, podendo inclusive se propagar no vácuo. Embora possam existir em um número muito grande de frequências, a sua velocidade é sempre constante, no vácuo, sendo igual a 3 ∗ 108 m/s. Exemplos: rádio, TV, WiFi, infravermelho, luz visível, etc

Espectro EletromagnéticoOndas Mecânicas: São ondas que precisam necessariamente de um

meio material para se propagarem, podendo ocorrer em todos os estados da matéria. Exemplos: ondas em cordas, sonoras, marítimas, sísmicas, etc.

Ondas Eletromagnéticas: São ondas que não precisam de um meio material para se propagarem, podendo inclusive se propagar no vácuo. Embora possam existir em um número muito grande de frequências, a sua velocidade é sempre constante, no vácuo, sendo igual a 3 ∗ 108 m/s. Exemplos: rádio, TV, WiFi, infravermelho, luz visível, etc

Propriedades de OndaFrequência (f): É definida como o número de oscilações da onda por

unidade de tempo. No SI, a unidade da frequência é o Hertz (Hz)

𝑓 =𝑛º 𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎çõ𝑒𝑠

𝑢𝑛𝑖𝑑. 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜Período (T): É definido como o tempo necessário para que ocorra uma

única oscilação completa, calculado em segundos.

𝑇 =𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜

1 𝑜𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎çã𝑜Note que frequência e período tem sentidos contrários. Dessa forma

podemos relacionar ambos matematicamente como um sendo o inverso do outro. Assim:

𝑓 = 1

𝑇e T=

1

𝑓

Propriedades de OndaComprimento de onda (λ): Corresponde à distância paralela ao eixo da

onda entre dois picos ou dois vales consecutivos, ou ainda a um pico e um vale. Sua unidade é o metro.

Amplitude da onda (A): Corresponde à distância entre o eixo da onda e um pico ou um vale, também medida em metros. É o parâmetro que define a intensidade da onda, ou quanta energia ela carrega.

Velocidade da onda (v): Corresponde à velocidade com que um ponto da onda se locomove paralelamente ao seu eixo. Sua unidade de medida é o metro por segundo (m/s) e pode ser calculada através das expressões:

𝑣 = λ ∗ 𝑓 e 𝑣 = λ

𝑇

Propriedades da onda

EXEMPLOVocê está de pé numa plataforma, à beira de um lago, segurando um

saquinho de bolinhas de gude. A cada segundo você solta uma bolinha, sempre no mesmo ponto do lago. Alguém observa que a distância entre as cristas das ondas formadas é regular e tem aproximadamente 30 cm, calcule:

a) A frequência b) O comprimento de onda c) A velocidade da onda

Fenômenos Ondulatórios

Reflexão: Ocorre quando uma onda se propagando em um certo meio encontra uma barreira ou meio diferente, sendo refletida com o mesmo ângulo de incidência.

Fenômenos Ondulatórios

Refração: Ocorre quando uma onda se propagando em um certo meio encontra uma barreira ou meio diferente, penetrando neste e alterando a sua trajetória inicial.

Fenômenos Ondulatórios

Difração: Ocorre quando uma onda se propagando em um certo meio encontra um obstáculo de dimensões similares ao seu comprimento de onda, criando um padrão de difração

Fenômenos Ondulatórios

Interferência: Ocorre quando duas ondas de mesma natureza e características iguais se encontram e influenciam uma à outra, causando um padrão de interferência

Fenômenos Ondulatórios

Ressonância: Ocorre quando uma onda atinge um objeto ou meio material e o faz vibrar na sua própria frequência, ampliando sua intensidade.

Fenômenos Ondulatórios

Efeito Doppler: Ocorre quando o emissor, o receptor ou ambos se movem enquanto a onda está sendo emitida, causando uma diferença na frequência da onda emitida e captada.

Fenômenos Ondulatórios

Eco: Ocorre quando uma onda emitida é captada pelo próprio emissor com um certo atraso temporal entre elas devido à sua velocidade limitada.

ACÚSTICA

ACÚSTICA É o ramo da Física responsável pelo estudo dos efeitos do som. É uma

manifestação ondulatória de natureza mecânica, possuindo todas as características estudadas até agora.

Focaremos nosso estudo na faixa de frequência do som audível ao ouvido humano, que vai de 20 a 20.000 Hz

No ar, o som tem a velocidade baixa mas amplitude alta, devido à grande separação entre as moléculas. Em condições normais, a velocidade do som no ar é 340 m/s.

Em líquidos, o som tem velocidade e amplitude médias, já que as moléculas não estão tão separadas, mas sem organização fixa.

Em sólidos, o som tem a maior velocidade e a menor amplitude devido à proximidade e fixação molecular.

Características fisiológicas do somAltura do som: Definida pela frequência da onda sonora. Quanto

maior a frequência, mais alto é o som e sua percepção é aguda. Quanto menor a frequência, mais baixo é o som e sua percepção é grave.

Intensidade do som: Definida pela amplitude da onda. Quanto maior a amplitude, mais intenso será o som e seu volume é alto. Quanto menor a amplitude, menos intenso será o som e seu volume é baixo.

Timbre: Característica que possibilita distinguir duas fontes sonoras na mesma frequência. É dessa forma, por exemplo, que podemos distinguir a mesma nota musical de dois instrumentos diferentes