Ondas I

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Introdução à Ondulatória 
- Onda é uma perturbação transmitida através do meio material ou do vácuo
- Ondas podem ser divididas em dois tipos: ondas mecânicas e não-mecânicas
Onda Mecânica
-se caracterizam pela propagação em meio material 
Onda Não Mecânica
-se propagam sem o meio material 
Classificação
As ondas mecânicas podem ser classificadas em:•
Transversal - oscilação perpendicular (ondas eletromagnéticas)-
Longitudinal - oscilação paralela (ondas sonoras)-
OBS: dependendo da duração da perturbação provocada no meio, pode-se produzir pulso ou onda única, um trem 
de ondas ou uma sucessão de ondas contínuas.
Princípio da Superposição
Modelagem Matemática
Uma onda harmônica simples pode ser produzida numa longa corda movendo-se uma de suas extremidades 
para cima e para baixo.
-
Após algumas oscilações, sua configuração se torna periódica-
Ela pode ser descrita matematicamente pela função seno, portanto é chamada de onda senoidal.-
vibração
vibração propagação
propagação
 
 
 
 
Ondas I
quarta-feira, 6 de outubro de 2021 08:25
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 Período: T = 1/f
 Frequência (Hz) : f = 1/T
Ondas mecânicas em meios elásticos •
 - Um meio elástico é constituído por qualquer material que tende a preservar seu comprimento, sua forma e 
volume. 
Materiais elásticos possui forças restauradoras que tendem a retornar o material para sua posição inicial.-
a velocidade de propagação da onde em um meio elástico depende das características de elasticidade e da 
densidade do meio.
-
- Ondas transversais numa corda: V = 
 
 
 
 
 
- Ondas longitudinais em um fluido: V = 
 
 
 
 
 
- Ondas longitudinais num sólido: V = 
 
 
 
 
 
Transporte de energias em ondas 
- Fonte puntiforme, isso é, com dimensões suficientemente pequenas em relação às distancias consideradas que 
emite ondas uniformemente em todas as direções.
- A área através da qual a onda se propaga é a área da superfície de uma esfera (4πd2)
 I 
 
 
 
 
 π 
 
Ondas Sonoras
- Uma onda sonora é produzida por um elemento vibrador que pode ser desde um cristal, uma corda musical, até uma 
corda vocal.
- Caso o meio seja o ar, ocorre compressão e rarefação, que se propagam como ondas progressivas.
Intensidade sonora•
- O ouvido humano pode detectar intensidade sonora que vão de 10^12Wm a 1Wm
- Devido a esse grande intervalo, a escala logarítmica é adotada:
- Os limites da faixa de nível de intensidade sonora audível para o ser humano são 0dB até 120dB e são obtidos a 
partir das intensidades sonoras 10^12W/m2 a 1W/m2 
Escala sonora•
 
 
 
 
T = tensão da corda
µ = densidade linear
B [B=F/A] = módulo volumétrico 
 
Y [Y=F/A] = módulo de Young 
 
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Fonação•
Ouvido Humano•
A audição envolve um sistema mecânico que estimula as celular receptoras do som, chamadas células 
ciliadas; sensores que produzem o potencial de ação nas células nervosas e o córtex auditivo, que é uma 
parte do cérebro que codifica e interpreta esses estímulos nervosos.
A função do ouvido é converter uma fraca onda mecânica no ar em estímulos nervosos. O ouvido é 
constituído de três partes: ouvido externo com a orelha e o canal auditivo, o ouvido médio com o sistema 
de três ossículos (martelo, bigorna e estribo), e o ouvido interno com o cóclea contendo fluido, onde 
ocorre a conversão do som em pulso elétrico.
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ocorre a conversão do som em pulso elétrico.
A orelha é a parte menos importante da audição e auxilia as ondas sonoras a convergirem para o canal 
auditivo.
Os três ossículos - martelo, bigorna e estribo - do ouvido médio transmitem a energia sonora da 
membrana timpânica ao fluido do ouvido interno, chamado perilinfa, através da janela oval.
O ouvido interno, também chamado de labirinto, consiste de uma série de cavidades na porção petrosa 
do osso temporal e uma serie de ductos membranosos que se situem dentro das cavidades ósseas. 
Estruturalmente, o ouvido interno pode ser dividido em duas porções principais: labirinto ósseo e 
labirinto membranoso. o labirinto ósseo pode ser dividido em três áreas: vestíbulo, cóclea e canais 
semicirculares.
A cóclea consiste de um canal ósseo espiralado, dividido por finas laminas ósseas em três canais 
separados: rampa vestibular, rampa média e rampa timpânica. Como a cóclea está localizada numa 
cavidade do osso temporal, qualquer vibração do crânio pode causar vibração dos fluidos cocleares. Dessa 
forma, as pessoas podem ouvir através da condução das vibrações do som pelos ossos.
- Efeito Doppler
O efeito Doppler é o fenômeno que ocorre com as ondas emitidas ou refletidas por um objeto em 
movimento com relação ao observador. Esse efeito é decorrente da alteração da frequência ondulatória 
provocada pelo movimento relativo de aproximação ou afastamento entre a fonte de onda e o 
observador.
Ocorre quando há aproximação ou afastamento entre uma fonte de ondas e o 
observador. Isso ocorre pois a velocidade das ondas é influenciada pelo meio no qual 
elas se propagam. No efeito Doppler, a velocidade de propagação da onda não é 
alterada. No entanto, há uma variação no comprimento de onda e na frequência da onda 
captada pelo observador.
 Assim, a percepção de frequência observada no efeito Doppler é relativa, portanto, é 
diferente da frequência de emissão da onda. O fenômeno é utilizado para medir a 
velocidade de objetos por meio de ondas que são emitidas por aparelhos baseados em 
radiofrequência ou lasers.
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