Embed Size (px)
Citation preview
Ondas: Perturbações (vibrações) que se
propagam transportando apenas energia.
A propagação ondulatória não transporta
matéria.
Vibrações Ondas
Classificação das Ondas
Mecânicas: Resultam da
matéria vibrando e só existem
em meios materiais.
Ex.: Ondas do mar, som, ondas
em cordas, ...
Eletromagnéticas: Resultam
da vibração de cargas elétricas
e, se propagam em quaisquer
meios inclusive no vácuo.
Ex.: Luz, ondas de rádio, raios X,
ultra violeta, infravermelho,...
Quanto à
Natureza
Quanto à
Direção de
Vibração
Mecânicas
Transversais
Longitudinais
Eletromagnéticas só
transversais
Transversais: Vibração perpendicular à
propagação.
Toda onda eletromagnética é transversal.
Longitudinais: Vibração
paralela à propagação.
Pressão
alta
(crista)
λ
λ
Numa onda sonora as partículas do meio
vibram pra frente e pra trás.
Pressão
baixa
(vale)
MISTA: ONDA QUE SE PROPAGA
TRANSVERSALMENTE E
LONGITUDINALMENTE
Unidimensionais: Propagam-
se em uma direção.
Ex.: pulso numa corda.
Bidimensionais: Propagam-
se em duas direções.
Ex.: ondas na superfície da
água.
Quanto à
Direção de
Propagação
Tridimensionais: Propagam-
se em três direções.
Ex.: Luz, som e etc.
Ondas Periódicas
V Vp
P
M
VM
crista vale ou depressão
Elementos das Ondas Periódicas
Comprimento de Onda → λ
Amplitude (A) → Medida do nível de uma crista ou vale
até a posição de equilíbrio.
Período (T) → Tempo para um ciclo completo.
Freqüência (f) → Número de oscilações (ciclos) por
unidade de tempo. Depois de emitida a onda, sua
freqüência não muda mais.
Velocidade → Só depende do meio de propagação da
onda.
t
ciclosnf
o
=
Elementos das Ondas Periódicas
A
A
f 1 < f2
f 1
f2
f2
Fique ligado:
•Depois de emitida a onda, seu período e
sua freqüência não mudam mais.
•A velocidade de uma onda só depende do
meio onde ela está se propagando.
***A luz é mais rápida em meios menos
densos, já o som é o contrário
Som, Ultrassom e Infrassom
Se a frequência da onda mecânica é
superior a 20 000Hz, a onda se diz
ultrassom e se for inferior a 20Hz,
infrassom.
Ondas Eletromagnéticas
Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e
usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de
pele.
Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar
doenças.
Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes.
Raios infravermelhos: são emitidos por corpos
aquecidos e usados para secar pinturas.
Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio
e televisão.
Esquema de uma Onda Eletromagnética
B→Campo Magnético
E→Campo Elétrico
Animação de uma Onda Eletromagnética
MEIO DE
PROPAGAÇÃO VELOCIDADE
DO SOM
VELOCIDADE
DA LUZ
AR 340 m/s 300.000 km/s
ÁGUA 1.490 m/s 225.000 km/s
Note que onde o som é mais rápido a luz
é mais lenta.
O SOM NÃO SE PROPAGA NO VÁCUO!
Velocidade de propagação do som em diferentes meios
A LUZ SE PROPAGA NO VÁCUO!
1Ciclo
1. .
dv f
t T T
= = = =
fv .=
Tv.=
d = λ
Δt = T
Exemplo: Uma onda periódica se propaga com freqüência de
30 Hz em um certo meio. Um seguimento desta onda
aparece na figura. Determine sua velocidade de propagação.
Hzf 30=
cm92=
fv .=
30.18=v
scmv /540=
cm18=
y(cm)
x(cm)6 12 18
λ= 6 cm
Exemplo:De uma torneira caem gotas idênticas à razão de 3 a cada
segundo, exatamente no centro da superfície livre da água. Os círculos da
figura representam cristas,originadas pelas gotas. Determine a velocidade
de propagação destas ondas.
fv .=
Hzs
gotasf 3
3==
6.3=v
scmv /18=
Hzf 3=
Ondas em Cordas
L
Fv
=
L
mL =
•F = força de tração na
corda, em N;
•µL = densidade linear da
corda, em kg/m;
A velocidade de uma onda em uma corda é
dada pela fórmula de Taylor.
Exemplo: Uma corda de comprimento
3 m e massa 60 g é mantida tensa sob
ação de uma força de intensidade 800
N. Determine a velocidade de
propagação de um pulso nessa corda.
L
Fv
=
02,0
800=v
L = 3m
m = 60 g = 0,06kg
F = 800 N
3
06,0=L
000.40=v smv /200=
m
kgL 02,0=
Uma onda amortecida, que vai se enfraquecendo
gradualmente.
A amplitude da onda vai diminuindo,
consequentemente a energia que ela transporta.
Amortecimento de Ondas
Reflexão de Ondas Unidimensionais
Pulso incidente Pulso incidente
Pulso refletido
Pulso refletido
Extremidade livre Extremidade fixa
L
L
L
L
V
V
V
V
Reflexão de Ondas Unidimensionais
Mudança de meio de propagação
O comprimento de onda e a velocidade
podem ser diferentes, mas a frequência da
onda permanece a mesma.
2 Fenômenos ondulatórios
1 2
Refração de ondas unidimensionais
Pulso incidente Pulso incidente
Pulso refletido
Pulso refletido Pulso refratadoPulso refratado
antes antes
depoisdepois
VB
VA
VA
VAVA
VB
LA
LA
LB
LA
LALB
Na refração de ondas, a frequência não se altera e, portanto, vale a relação:
A B
A B
v v
=
Mais fina para mais grossa Mais grossa para mais fina
Interferência de OndasConstrutiva:Crista+Crista
ou
Vale+Vale
→ AR= A1+ A2
Destrutiva:Crista+Vale
→ AR= A1 – A2
DifraçãoÉ a propriedade do movimento ondulatório de
contornar obstáculos ao ser interrompido
parcialmente por eles.
AB C
2 Fenômenos ondulatórios
Difração e interferência da luz
2 Fenômenos ondulatórios
O experimento de Young
O resultado do experimento de Thomas Young para a difração da luz
com dois anteparos foi uma forte evidência do caráter ondulatório da
luz.
2 Fenômenos ondulatórios
Onda sonora Espectro sonoro
2 Fenômenos ondulatórios
AR
CO
IM
AG
ES
/GM
BH
/AL
AM
Y/
OT
HE
R I
MA
GE
S
CH
AD
EH
LE
RS
/OT
HE
R IM
AG
ES
Onda sonora
Velocidade do som:
B: módulo de elasticidade volumar
d: densidade do meio
