Ondas

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Ondas
As ondas são perturbações que se propagam pelo espaço sem transporte de matéria, apenas de energia.
O elemento que provoca uma onda é denominado fonte, por exemplo, uma pedra lançada nas águas de um rio gerarão ondas circulares.
Ondas circulares na superfície de um líquido
São exemplos de ondas: ondas do mar, ondas de rádio, som, luz, raio-x, micro-ondas dentre outras.
A parte da Física que estuda as ondas e suas características é chamada de ondulatória.
Características das Ondas
Para caracterizar as ondas usamos as seguintes grandezas:
· Amplitude: corresponde à altura da onda, marcada pela distância entre o ponto de equilíbrio (repouso) da onda até a crista. Note que a “crista” indica o ponto máximo da onda, enquanto o “vale”, representa a ponto mínimo.
· Comprimento de onda: Representado pela letra grega lambda (λ), é a distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas.
· Velocidade: representado pela letra (v), a velocidade de uma onda depende do meio em que ela está se propagando. Assim, quando uma onda muda seu meio de propagação, a sua velocidade pode mudar.
· Frequência: representada pela letra (f), no sistema internacional a frequência é medida em hertz (Hz) e corresponde ao número de oscilações da onda em determinado intervalo de tempo. A frequência de uma onda não depende do meio de propagação, apenas da frequência da fonte que produziu a onda.
· Período: representado pela letra (T), o período corresponde ao tempo de um comprimento de onda. No sistema internacional, a unidade de medida do período é segundos (s).
Tipos de Ondas
Quanto à natureza, há dois tipos de ondas:
· Ondas Mecânicas: para que haja propagação, as ondas mecânicas necessitam de um meio material, por exemplo, as ondas sonoras e as ondas em uma corda.
· Ondas Eletromagnéticas: nesse caso, não é necessário que haja um meio material para que a onda se propague, por exemplo, as ondas de rádio e a luz.
Classificação das Ondas
Segundo a direção de propagação das ondas, elas são classificadas em:
· Ondas Unidimensionais: as ondas que se propagam em uma direção.
Exemplo: ondas em uma corda.
· Ondas Bidimensionais: as ondas que se propagam em duas direções.
Exemplo: ondas se propagando na superfície de um lago.
· Ondas Tridimensionais: as ondas que se propagam em todas as direções possíveis.
Exemplo: ondas sonoras.
As ondas também podem ser classificadas de acordo com a direção de vibração:
· Ondas Longitudinais: a vibração da fonte é paralela ao deslocamento da onda.
Exemplo: ondas sonoras
· Ondas Transversais: a vibração é perpendicular à propagação da onda.
Exemplo: onda em uma corda.
Fórmulas
Relação entre período e frequência
O período é o inverso da frequência.
Assim:
Velocidade de propagação
A velocidade também pode ser calculada em função da frequência, substituindo o período pelo inverso da frequência.
Temos:
Exemplo
Qual o período e a velocidade de propagação de uma onda que apresenta frequência de 5Hz e comprimento de onda de 0,2 m?
Como o período é o inverso da frequência, então:
Para calcular a velocidade usamos o comprimento de onda e a frequência, assim:
 EXERCÍCIOS
1- As ondas são formas de transferência de energia de uma região para outra. Existem ondas mecânicas – que precisam de meios materiais para se propagarem – e ondas eletromagnéticas – que podem se propagar tanto no vácuo como em alguns meios materiais. Sobre ondas, podemos afirmar corretamente que
a) a energia transferida por uma onda eletromagnética é diretamente proporcional à frequência dessa onda.
b) o som é uma espécie de onda eletromagnética e, por isso, pode ser transmitido de uma antena à outra, como ocorre nas transmissões de TV e rádio.
c) a luz visível é uma onda mecânica que somente se propaga de forma transversal.
d) existem ondas eletromagnéticas que são visíveis aos olhos humanos, como o ultravioleta, o infravermelho e as micro-ondas.
e) o infrassom é uma onda eletromagnética com frequência abaixo da audível.
2- A respeito das características das ondas, marque a alternativa errada.
a) Ondas sonoras e ondas sísmicas são exemplos de ondas mecânicas.
b) A descrição do comportamento das ondas mecânicas é feita pelas leis de Newton.
c) As ondas eletromagnéticas resultam da combinação de um campo elétrico com um campo magnético.
d) A descrição das ondas eletromagnéticas é feita por meio das equações de Maxwell.
e) Quanto à direção de propagação, as ondas geradas em um lago pela queda de uma pedra na água são classificadas como tridimensionais.
3- O som mais grave que o ouvido humano é capaz de ouvir possui comprimento de onda igual a 17 m. Sendo assim, determine a mínima frequência capaz de ser percebida pelo ouvido humano.
Dados: Velocidade do som no ar = 340 m/s
a) 10 Hz
b) 15 Hz
c) 17 Hz
d) 20 Hz
e) 34 Hz