Ondulatória

Ondas: Perturbações (vibrações) que se propagam
transportando energia.
Não transporta matéria.

Classificação :
Mecânicas: matéria vibrando em meios materiais.
Ex.: Ondas do mar, som,
ondas em cordas, ...

Eletromagnéticas:Vibração de
cargas elétricas em meios materiais
e Vácuo.
Ex.: Luz, ondas de rádio, raios
Ultravioleta, infravermelho,...
http://phet.colorado.edu/pt_
BR/simulation/radio-waves

λ :Comprimento de Onda

1Ciclo
d = λ
Δt = T
f
TTt
d
v .
1
. λλ
λ
====

Fenômenos Ondulatórios
http://educar.sc.usp.br/otica/cuba.html
http://webphysics.ph.msstate.edu/javamirror/ntnujava/waveInterferen
ce/waveInterference.html
http://www.acervodigital.unesp.br/browse?
layout.style=default&type=author&value=Projeto+Acessa+F
%C3%ADsica+-+Instituto+Brasileiro+de+Educa
%C3%A7%C3%A3o+e+Tecnologia+de+Forma
%C3%A7%C3%A3o+a+Dist%C3%A2ncia+-+IBTF

Interferência
• Frequências iguais.
9

Construtiva

Destrutiva

2005/10
Fábio B Santana - Mestre em Física -
Mecânica Quântica Relativística
12

2
x n
λ
∆ = ×
Para n
Par I.C.
Ímpar I.D.
Fontes em Fase
Para n
Ímpar I.C.
Par I.D.
Fontes em Oposição
Fase

Batimento
• frequências próximas;
• Ondas fora de fase;
• A onda resultante :
amplitude e
frequência variáveis.
Define-se como frequência de batimento
fbatimento = | f1 − f2|.

Difração
Obstáculo com dimensões
semelhantes ao seu
comprimento de onda: λ ~ d

17

Somente as ondas
transversais podem
ser polarizadas

Ressonância
A frequência da onda
é semelhante a
frequência natural de
oscilação do objeto; A
onda transfere
energia para o corpo,
fazendo-o oscilar.

Colapso da Ponte de Tacoma
USA (1940)

Simulações de ondas: interferência
Cuba de água:
http://www.youtube.com/watch?v=5PmnaPvAvQY&feature=related
Difração da luz:
http://www.youtube.com/watch?v=gAKGCtOi_4o&feature=related
Ressonância:
Taça http://www.youtube.com/watch?v=qy1c5_vYTVo&feature=related
Tacoma:http://www.youtube.com/watch?v=dvRHK4yA8rc
Batimentos:
http://www.youtube.com/watch?v=UitcHO8PYt8&playnext=1
&list=PLBF15308D9EBEFEAE

“A imaginação é mais
importante que a
ciência, porque a
ciência é limitada, ao
passo que a
imaginação abrange
o mundo inteiro.
- Albert Einstein

Harmônicos nas cordas
Primeiro
Harmônico ou
Frequência
Fundamental.
ll ⋅=⇒= 2
2
1
1
λ
λ

Segundo Harmônico.
2
2
22
l
l
⋅
=⇒= λλ

Terceiro Harmônico.
3
2
2
3
3
3 l
l
⋅
=⇒
⋅
= λ
λ

Harmônicos nas cordas
1. fnfn =

Tubo AbertoTubo Aberto
L λ1 /2
1
2
2
1
1
1
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
L
λ2 /2
λ2 /2
2
2
2
2
2
2
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
L
λ3 /2
λ3 /2
λ3 /2
3
2
2
3
3
3
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
n
L
n
⋅
=
2
λ
1fnf n ⋅=

Tubo FechadoTubo Fechado
L λ1 /4
1
4
4
1
1
1
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
L
λ3 /4
λ3 /4
3
4
4
3
3
3
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
λ3 /4 L
λ5 /4
λ5 /4
λ5 /4
5
4
4
5
5
5
L
L
⋅
=
⋅=
λ
λ
λ5 /4
λ5 /4
n
L
n
⋅
=
4
λ
1fnf n ⋅=
No tubo fechado,
obtêm-se freqüências
naturais apenas dos
harmônicos ímpares.

Som

Altura (ou tom)
Som alto (agudo) – alta
frequência.
Som baixo (grave) –
baixa frequência.
agudo
grave

Ouvido humano
20 Hz 20.000 Hz
Som AudívelInfra-som Ultra-Som

Intensidade (Volume)
• É a qualidade que diferencia
sons fracos e fortes.
• Intensidade sonora é a
potência sonora por unidade
de área1
.
• A intensidade mínima da
audição é, geralmente,
• I0 = 10-12
W/m2
.
FRACO
FORTE

Nível sonoro
• É a relação entre a
intensidade do som
ouvido pela
intensidade
mínima.
• decibel (dB)
• Limiar da audição: I0
= 10-12
W/m2
0
10 log
I
S
I
 
= ×  ÷
 

O Timbre do Som
Qualidade que
permite diferenciar
duas ondas sonoras de
mesma altura e
mesma intensidade,
emitidos por fontes
distintas.O timbre está
relacionado à forma
da onda emitida pelo
instrumento.
Diapasão
Flauta
Violino
Voz (letra a)
Clarineta

EFEITO
DOPPLERQuando uma fonte
se aproxima ou se
afasta de um
observador a
frequência recebida
não será igual a
frequência real da
fonte.
Observador(V
O) +-
Fonte(VF)
+-

( )
frequência aparente
frequência da Fonte
(Real)
F
o
F
O
v velocidade do som
v velocidade do observ
f
percebida pelo ouvi
ador
v velocidad
nte
f
e da fonte
→
→
→
→
→

Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada

Efeito Doppler-Fizeau : fonte em movimento

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. = veloc. som

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. maior veloc. som

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :
Ao se ultrapassar a barreira do
som, é gerada uma onda de
pressão sonora de alta
intensidade, semelhante ao som
de uma grande explosão. Se
ocorrer próximo a cidades, pode
ocasionar quebra de vidraças e
telhas das residências.

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :

Quebra da barreira do som - Boom Acústico :