O documento discute o conceito de ondas, explicando que são perturbações que se propagam transportando energia através de um meio, sem transportar matéria. Apresenta diferentes tipos de ondas, como mecânicas que requerem um meio e eletromagnéticas que não requerem. Explora características como frequência, período, comprimento de onda e a relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda dada pela equação fundamental das ondas.
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Ciências - Ondas
1.
2. Ondas e som
• Surfar, falar ao telefone celular, ouvir música,
tocar violão...
• Será que existe um fenômeno físico comum a
todas essas ações?
• Provavelmente, você já ouviu, muitas vezes, a
palavra “onda” ou palavras dela derivada. As
ondas estão presentes na luz que ilumina o dia;
no funcionamento do telefone celular, da TV, do
rádio, do forno de microondas, na conversa dos
seus amigos, na música que você ouve... Elas
estão presentes em praticamente todos os
lugares.
3.
4. O que é uma onda?
• Considere uma corda esticada, com uma
das suas extremidades presa a uma
parede e a outra segura por uma pessoa.
Se a pessoa realizar um movimento
rítmico de sobe-e-desce com a mão, fará
com que uma onda se propague na corda
esticada, como mostra o desenho no slide
a seguir.
5.
6. • Embora a onda se movimente da
esquerda para a direita, a corda não se
movimenta nesse sentido. Os diversos
trechos da corda realizam apenas
movimento de sobe-e-desce, mas a corda
continua com uma onda presa à mão da
pessoa e a outra ponta presa à parede.
Em outras palavras, quando uma onda
se propaga em uma corda ela não leva
a corda consigo.
7. O conceito de onda
• Ondas são perturbações regulares que se
propagam, mas não transportam matéria.
As ondas apenas transportam energia. A
Ondulatória é a parte da física que estuda
as ondas e os fenômenos relacionados a
elas.
8. Tipos de ondas
• As ondas que produzimos ao tocar as
cordas de um violão ou as que se
propagam em um lago onde atiramos uma
pedra são chamadas de ondas
mecânicas.
9. • Ondas mecânicas são aquelas que precisam de um
meio material para se propagar. As ondas do mar e as
ondas que produzimos numa corda de violão, o som,
são exemplos de ondas mecânicas.
• Entretanto, nem todas as ondas precisam de um meio
para a sua propagação. A luz, por exemplo, é uma onda
emitida pelo Sol que se propaga até a Terra sem haver
um meio material entre eles. Isso também ocorre com as
ondas de rádio, as ondas de raio X e as ondas térmicas.
Essas ondas denominadas ondas eletromagnéticas,
propagam-se tanto na matéria quanto no vácuo, ou seja,
em lugar sem matéria alguma.
10. Freqüência de uma onda
• Uma das características importantes de
qualquer onda é a sua freqüência, o
número de oscilações por unidade de
tempo. A unidade mais comum usada
internacionalmente para expressar a
frequência de uma onda é o hertz,
simbolizado por Hz, que equivale a uma
oscilação por segundo.
11.
12. • Assim, por exemplo, dizer que a corda de
um violino, colocada em vibração pelo
músico, emite uma onda sonora de
freqüência 440 Hz (lê-se 440 hertz),
significa dizer que essa onda sonora
produzida pelo instrumento realiza 440
oscilações a cada segundo.
13. Outros elementos de uma onda
• A onda periódica é caracterizada por
alguns elementos, que são:
14. • Cristas: os pontos mais altos de uma onda são as
cristas.
• Vale: os pontos mais baixos de uma onda forma os
vales.
• Amplitude: é a distância da posição da corda em
repouso a uma crista ou a um vale.
• Comprimento de onda: é a distância entre duas cristas
sucessivas ou dois vales sucessivos. Simbolizamos o
comprimento de onda pela letra grega l.
• Período: 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.
• Freqüência: número de oscilações completas (ciclos)
geradas por unidade de tempo (minuto, segundo etc.)
15. A equação fundamental das ondas
• Em um determinado meio, as ondas se propagam com
certa velocidade. Ou seja, a velocidade de uma onda
depende do meio em que ela se propaga. Por
exemplo, as ondas eletromagnéticas se propagam no
vácuo com a velocidade de 300 000 km em um único
segundo!
16. • Vamos relacionar a velocidade de propagação das
ondas com elementos das ondas que já vimos:
freqüência e período.
• Já sabemos que, para uma determinada velocidade de
propagação constante, ou seja, para uma onda se
propagando sem mudar de meio, temos:
V=S/T
• em que: v é a velocidade;
• S é a distância percorrida;
• V é o tempo.
• Como sabemos, sendo o período o tempo necessário
para ser produzido um ciclo completo, e comprimento de
onda a largura de uma crista mais um vale, podemos
concluir que a onda percorre um comprimento de onda
em um período.
17. • Como sabemos, sendo o período o tempo
necessário para ser produzido um ciclo
completo, e comprimento de onda a
largura de uma crista mais um vale,
podemos concluir que a onda percorre um
comprimento de onda em um período.
V=A/T V=A x F
em que: A é o comprimento de onda
T é o período
f é a freqüência
18. Concluímos então que a
freqüência e o comprimento
de onda são grandezas
inversamente proporcionais.
