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e-Book - Unidade 1

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5Ondas Mecânicas
•	 Compreender que ondas são perturbações que se propagam em 
um meio qualquer, transportando energia sem transporte de maté-
ria;
•	 Classificar as ondas quanto à sua natureza, quanto aos modos de 
vibração e propagação e quanto à sua dimensionalidade.
Objetivos:
1.1 Introdução
 Já parou para pensar o quanto as ondas estão presentes no nosso dia a dia? 
Veja algumas situações em que as ondas estão presentes e não percebe: quando 
falamos ao celular, assistimos televisão, ouvimos um programa de rádio, tocamos 
um instrumento musical, quando usamos o forno de micro-ondas ou conversamos 
com os nossos amigos, ao nos submetermos a um exame de ultrassonografia ou 
raios-X, quando jogamos um objeto num lago parado, na propagação da luz no 
espaço, etc. Percebe que as ondas estão praticamente em todos os espaços?
Qual é o conceito físico de uma onda? 
 Antes de conceituá-la, vejamos alguns exemplos para melhor entendimento 
sobre o que é uma onda.
UNIDADE
1
6Ondas Mecânicas
Imaginemos uma pessoa vibrando uma corda. Ao sacudi-la rapidamente 
para cima e para baixo, de forma contínua, provocando várias perturbações, 
uma série de pulsos se propagará ao longo dela, como se fosse uma cobra 
se movendo. A formação e propagação desta série de pulsos constitui uma 
Onda na corda. Observe a Figura 1.
Na Figura 2, temos uma ilustração de gotejamento de água. Observe 
que quando os pingos atingem a superfície da água parada, criam-se 
perturbações neste meio, que se propagam em círculos concêntricos. A 
propagação dessas perturbações caracteriza uma Onda na água.
Exemplo 01:
Exemplo 02:
Figura 1 - Ondas em cordas
 Figura 2 - Gotas de água
Fonte: https://courses.lumenlearning.com/physics/chapter/16-9-waves/
Fonte: Imagem de FelixMittermeier por Pixabay
7Ondas Mecânicas
O som emitido por uma flauta causa perturbações no ar. Essas perturbações 
se propagam até os nossos ouvidos acionando o sistema auditivo que nos 
dá a sensação de audição. A propagação destas perturbações caracteriza 
uma Onda Sonora, Figura 3. 
Exemplo 03:
 Figura 3 - O pastor flautista
Fonte: Pintura de Sophie Gengembre Anderson
 Estes exemplos que caracterizam uma onda têm algo em comum. Na 
propagação da perturbação criada pela fonte, apenas a energia é transportada, 
não havendo transporte de matéria.
 Com esse entendimento, podemos conceituar uma onda como sendo:
“Uma perturbação (ou sequência de pulsos) que se propaga no meio perturbado, 
transportando apenas energia sem transporte de matéria”.
1.2 Classificação das ondas
 Diversos são os métodos que os livros utilizam para classificar as ondas. 
Nesta obra, classificaremos as ondas quanto à sua natureza, quanto aos modos de 
vibração e propagação, e quanto à sua dimensionalidade.
8Ondas Mecânicas
1.2.1 Quanto à natureza das ondas
 Classicamente, as ondas são identificadas como “ondas mecânicas” e 
“ondas eletromagnéticas”.
Ondas Mecânicas: são ondas que precisam de um meio material elástico, seja ele 
sólido, líquido ou gasoso para que possam propagar-se. Assim sendo, ondas desta 
natureza não se propagam no vácuo. Ondas em cordas, ondas na superfície da 
água e ondas sonoras são alguns exemplos de ondas mecânicas, pois necessitam 
de um meio de propagação.
Ondas Eletromagnéticas: são ondas constituídas por dois campos variáveis, 
sendo um elétrico e o outro magnético que se propagam no vácuo, e em alguns 
meios materiais. Este tipo de onda está muito presente no nosso cotidiano, por 
exemplo: as ondas de rádio, ondas de TV, ondas da luz visível, ondas de raios-X e 
γ, ondas de radar, micro-ondas, etc.
 Muito do que discutiremos nesta obra é aplicável a ondas mecânicas e 
ondas eletromagnéticas, no entanto, nossa abordagem se concentrará apenas nas 
Ondas Mecânicas.
1.2.2 Quanto ao modo de vibração e propagação
 Quanto ao modo de vibração e propagação, as ondas mecânicas são 
denominadas em: ondas transversais, longitudinais e mistas.
Ondas Transversais: são aquelas que vibram perpendicularmente à sua 
propagação. O exemplo mais simples que podemos dar de uma onda transversal é 
o da onda em uma corda. Considere uma corda fixa em um suporte com algumas 
fitas pequenas amarradas ao longo dela. Na outra extremidade da corda, uma 
pessoa provoca o movimento de subida e descida criando vários pulsos que se 
propagam ao longo da corda. Esses pulsos, ao passarem pelas fitas que estão 
presas às cordas, provocam um movimento de subida e descida nelas. O movimento 
de subida e descida ocorre perpendicular à direção de propagação dos pulsos, 
conforme podemos visualizar na Figura 4:
9Ondas Mecânicas
Figura 4 - Onda Transversal
Figura 5 - Representação de ondas transversais
Fonte: Elaborada pelos autores (2020)
Fonte: https://www.researchgate.net/figure/Figura-9-Ilustracao-de-onda-
longitudinal_fig5_325942399
Ondas Longitudinais: são aquelas em que o seu movimento de vibração ocorre 
na mesma direção em que a onda se propaga. Como exemplo clássico, considere 
uma mola distendida horizontalmente. Se comprimirmos umas 15 espiras da 
extremidade direita da mola e em seguida soltarmos, se observa uma compressão 
se propagando para esquerda da mola. Entenda que os pontos da mola oscilam na 
mesma direção de propagação da onda. Observe a ilustração na Figura 5.
10Ondas Mecânicas
 Outro exemplo muito interessante de ondas longitudinais são as ondas 
sonoras. A Figura 6 mostra como uma onda sonora é produzida por um alto-falante. 
O movimento para frente e para trás da membrana acoplada ao cone do alto-falante 
empurrando as moléculas de ar, cria ondas de compressões e rarefações que se 
propagam na mesma direção em que as moléculas de ar vibram.
Figura 6 - Ondas sonoras
Fonte: https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:CPT-sound-physical-manifestation.svg
Ondas Mistas: são as que emitem comportamento vibratório característico das 
ondas transversais e longitudinais simultaneamente quando se propagam. Este 
comportamento é muito perceptível nas ondas produzidas na superfície de líquidos. 
Se um objeto qualquer, por exemplo, uma folha seca, está boiando em cima da 
água em alto mar. Quando atingida pela passagem da onda, a folha realizará um 
movimento para cima e para baixo, e um movimento para frente e para trás como 
uma composição ordenada de ondas transversais e longitudinais.
1.2.3 Quanto à sua dimensionalidade e propagação
 Quanto à dimensionalidade e propagação, as ondas mecânicas são 
classificadas em três tipos: ondas unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais.
Ondas Unidimensionais: como o próprio nome já diz, são as que se propagam em 
uma dimensão. Ex.: ondas em cordas ou em molas.
Ondas Bidimensionais: são ondas que se propagam em duas dimensões, ou em 
um plano. Ex.: ondas em superfície de líquidos.
Ondas Tridimensionais: são ondas que se propagam em três dimensões no 
espaço. Ex.: ondas sonoras no ar.
11Ondas Mecânicas
RESUMO
 Nesta Unidade, fizemos uma introdução ao estudo das ondas, com foco 
principal na definição do conceito de onda e sua classificação quanto à natureza, 
modos de vibração e propagação, e quanto à sua dimensionalidade. Apresentamos 
as principais características das categorias de ondas mecânicas além de exemplificá-
las.
12Ondas Mecânicas
REFERÊNCIAS
BÔAS, Newton Villas; DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José. Tópicos 
de Física: termologia, ondulatória, óptico. 19. ed. São Paulo: Saraiva, 2012.
BONJORNO, José Roberto et al. Física: termologia, óptica, ondulatória. 3. ed. São 
Paulo: Ftd, 2016.
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: 
gravitação, ondas e termodinâmica. 8. ed. Rio de Janeiro: Ltc, 2009.
RAMALHO JÚNIOR, Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo 
Antônio de Toledo. Os Fundamentos da Física: termologia, ópticas e ondas. 9. 
ed. São Paulo: Moderna, 2007.

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