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Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 1 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Aula 09 – Ondulatória Física para Professor Prof. Ágatha Bouças Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 2 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Sumário SUMÁRIO ..................................................................................................................................................2 ONDULATÓRIA ......................................................................................................................................... 3 CONCEITOS INICIAIS ................................................................................................................................................ 3 Natureza das ondas ......................................................................................................................................... 3 Tipos de onda .................................................................................................................................................. 4 Grandezas associadas às ondas ....................................................................................................................... 5 FUNÇÃO DE ONDA .................................................................................................................................................. 7 VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE UMA ONDA ........................................................................................................... 10 EQUAÇÃO DE TAYLOR ........................................................................................................................................... 12 Energia mecânica na propagação da onda ...................................................................................................... 13 FENÔMENOS ONDULATÓRIOS ................................................................................................................................ 13 Reflexão ........................................................................................................................................................ 13 Refração ....................................................................................................................................................... 15 Refração e reflexão de ondas transversais em cordas ...................................................................................... 16 Difração ........................................................................................................................................................ 18 Batimento ..................................................................................................................................................... 18 Polarização das ondas ................................................................................................................................... 19 INTERFERÊNCIA DE ONDAS ..................................................................................................................................... 19 Superposição de ondas .................................................................................................................................. 19 Ondas estacionárias ...................................................................................................................................... 22 Interferência em duas dimensões .................................................................................................................... 25 Interferência em onda luminosa ........................................................................... Erro! Indicador não definido. ONDAS SONORAS................................................................................................................................................. 26 Conceitos (altura, intensidade e timbre) .......................................................................................................... 27 Propriedades ....................................................................................................... Erro! Indicador não definido. Fontes sonoras .............................................................................................................................................. 28 Oscilações amortecidas e forçadas ................................................................................................................. 31 QUESTÕES COMENTADAS PELO PROFESSOR ......................................................................................... 31 LISTA DE QUESTÕES...............................................................................................................................48 GABARITO .............................................................................................................................................. 57 RESUMO DIRECIONADO ......................................................................................................................... 59 Principais fórmulas na Ondulatória ................................................................................................................ 63 Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 3 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Ondulatória Conceitos iniciais Ondulatória é a parte da Física que é responsável por estudar as características e propriedades em comum dos movimentos das ondas. Onda é uma perturbação que se propaga em um meio. Independentemente da natureza das ondas, o que elas têm em comum é que todas transferem energia de um ponto para outro, mas sem transporte de matéria, ou seja, o meio não acompanha a propagação da onda. Como assim, professora?! Considere o exemplo: há um surfista sentado em sua prancha flutuando no mar, quando uma onda passa por ele. Perceba que ele não será transportado durante a passagem da onda, ele apenas se movimenta para cima e para baixo e, ao mesmo tempo, sofre um pequeno deslocamento para a frente e para trás, revelando que ele recebeu energia da onda. As ondas podem ser classificadas segundo: a natureza (mecânicas ou eletromagnéticas); o tipo de vibração (transversais, longitudinais ou mistas); a direção da propagação (unidimensionais, bidimensionais ou tridimensionais) Mas já te adianto que nosso foco aqui será nas ondas em corda que é o que cai na sua prova. Então já anota aí que as ondas em corda são: • Transversais • Mecânicas • Unidimensionais Natureza das ondas De acordo com sua natureza as ondas se classificam em dois grupos: ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas. • Ondas mecânicas: são aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. Uma onda nunca se propaga no vácuo. Alguns exemplos são os que acontecem em molas e cordas, sons e em superfícies de líquidos. • Ondas eletromagnéticas: são formadas por campos variáveis, um elétrico e outro magnético, que se propagam no vácuo com velocidade aproximada de 300.000 km/s Em meios materiais, quando ocorre propagação, a velocidade é menor que 300.000 km/s. Alguns exemplos são as ondas de rádio, de radar, os raios x, luz e as micro-ondas. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 4 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Ondas mecânicas: NÃO se propagam no vácuo Ondas eletromagnéticas: se propagam no vácuo. Tipos de onda Quanto a direção de propagação as ondas são classificadas como: • Unidimensionais: que se propagam em apenas uma direção, como as ondas em cordas e molas esticadas; • Bidimensionais: são aquelas que se propagam por uma superfície, como a água em um lago quandose joga uma pedra; • Tridimensionais: são capazes de se propagar em todas as dimensões, como a luz e o som. As vibrações da onda podem ocorrer em direção idêntica à da propagação ou em direção perpendicular à dela. Em função da direção da vibração, as ondas podem ser classificadas como: • Longitudinais: são ondas causadas por vibrações com a mesma direção da propagação, como as ondas sonoras. • Transversais: são ondas causadas por vibrações perpendiculares a direção da propagação da onda. Ondas que se propagam numa corda e ondas eletromagnéticas são exemplos de ondas transversais. • Mistas: são ondas causadas por vibrações longitudinais e transversais ao mesmo tempo. As ondas que se propagam na superfície de um líquido são ondas mistas. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 5 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física AOCP - 2018 - Prefeitura de Feira de Santana - BA - Professor – Ciências Ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais que necessitam de meio material para se propagar. Isso significa que as ondas sonoras não se propagam RESOLUÇÃO: Ondas sonoras são ondas mecânicas, então lembre-se que ondas mecânicas NÃO se propagam no vácuo. Resposta: D Grandezas associadas às ondas Antes de iniciarmos o estudo de ondas em cordas de fato, é necessário definir as principais grandezas associadas a uma onda: amplitude (A), comprimento de onda (λ), período (T) e frequência (f). Vamos utilizar a representação esquemática de ondas abaixo para representar essas grandezas: https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/aocp-2018-prefeitura-de-feira-de-santana-ba-professor-ciencias Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 6 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Amplitude (A): É a distância entre o eixo horizontal da corda em repouso (eixo tracejado) e a parte mais baixa (vale) ou a parte mais alta (crista) da onda, ou seja, a “altura” da onda. A unidade de medida da amplitude no SI é o metro (m). Comprimento de onda (λ): é a distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas. Na figura acima você consegue ver três formas que o comprimento de onda pode aparecer em sua prova. A unidade de medida do comprimento de onda no SI é o metro (m). Período: é o intervalo de tempo para que se repita o movimento (um comprimento de onda), ou seja, tempo decorrido entre duas cristas ou dois vales consecutivos. A unidade de medida do período no SI é o segundo (s). Frequência: é o número de vezes que um movimento se repete em uma unidade de tempo, ou seja, o número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto em uma determinada unidade de tempo. Ela não depende do meio de propagação e é sempre igual à frequência da fonte que a emitiu. Assim, qualquer que seja o meio em que a onda se propaga, a sua frequência não se modifica. A unidade de medida da frequência é o hertz (Hz). O período (T) e a frequência (f) relacionam-se da seguinte forma: RESUMINDO: • Amplitude (A): “altura” da onda • Comprimento de onda (λ): distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas • Período: intervalo de tempo para que se repita o movimento (um comprimento de onda) • Frequência: número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto em uma determinada unidade de tempo. 𝑓 = 1 𝑇 Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 7 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica – Física Ondas sonoras e eletromagnéticas são processos ondulatórios que têm características comuns entre si, embora representem fenômenos físicos completamente diferentes. Com relação a esses processos ondulatórios, julgue o item seguinte. Tanto as ondas eletromagnéticas quanto as ondas sonoras são processos de oscilação de grandezas físicas escalares, que se propagam no espaço RESOLUÇÃO: As grandezas físicas que estão associadas às ondas são a amplitude, comprimento de onda, frequência e período. Veja que algumas dessas grandezas precisam de módulo, direção e sentido para nos fornecer as informações completas, portanto são grandezas físicas vetoriais. Resposta: ERRADO. Função de onda Vamos supor que haja uma corda e que uma pessoa segure-a em uma das extremidades dessa corda. Escolhido um ponto D da corda, perceba que ele executará um MHS de amplitude A e fase inicial o. Assim, a posição desse ponto D irá variar com o tempo no eixo y, segundo a equação do MHS que vimos na aula anterior: y = A cos [.(t-Δt) + o] Lembrando que ω= 2πf e que Δt= 𝑥 𝑣 , temos: y = A cos [2πf.(t- 𝑥 𝑣 ) + o] https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 8 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física y = A cos [2π.(f.t- f. 𝑥 𝑣 ) + o] Como v=λ.f → 𝑓 𝑣 = 1 𝜆 . Substituindo na equação acima, temos: Onde: • A é a amplitude da onda • f é a frequência da onda • x é a posição no eixo x • λ é o comprimento de onda • o é a fase inicial *A função da onda também pode ser dada pela equação: y(x,t)=Asen(κ.x-ω.t). Onde: • A é a amplitude da onda • ω é a pulsação da onda • x é a posição no eixo x • k é o número da onda igual a 2π/λ Oposição e concordância de fase Dizemos que dois pontos estão em concordância de fase quando eles possuem a mesma elongação e se movem no mesmo sentido, isto é, ambos subindo ou descendo. Analogamente, dois pontos estão em oposição de fase quando possuem a mesma elongação e se movem em sentidos contrários, isto é, um subindo e outro descendo. Na figura acima, todas as cristas estão em concordância de fase, todos os vales também, mas uma crista e um vale estão em oposição de fase. y= A cos [2π. (f.t- 𝒙 𝝀 ) + o] Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 9 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Em uma onda periódica, podemos identificar infinitos pontos em concordância de fase e em oposição de fase. Assim, os pontos P, P’ e P” da figura acima estão em concordância de fase, valendo 𝑃𝑃̅̅ ̅̅ ’ = λ e 𝑃𝑃̅̅ ̅̅ ” = 2λ. De modo geral, podemos dizer: Pontos de uma onda separados por uma distância λ, 2 λ, 3 λ, ..., n λ (sendo n um número inteiro, isto é, n= 1, 2, 3, ...) oscilam em concordância de fase: Δx= n.λ Já os pontos C e V oscilam em oposição de fase, valendo 𝐶𝑉̅̅̅̅ = 𝜆 2 . De modo geral, temos: Pontos de uma onda separados por uma distância 𝜆 2 , 3 𝜆 2 , 5 𝜆 2 , 7 𝜆 2 , ... (2n- 1) 𝜆 2 (sendo n um número inteiro, isto é, n= 1, 2, 3, ...) oscilam em oposição de fase: Δx= (2n-1). 𝛌 𝟐 Então, podemos concluir que a distância horizontal entre dois pontos em concordância de fase é sempre igual ao comprimento de onda, enquanto a distância, na horizontal, entre dois pontos em oposição de fase é igual a meio comprimento de onda. Princípio de Huygens Para as ondas bi e tridimensionais define-se frente de onda como o conjunto de todos os pontos do meio que, em determinado instante, são atingidos pela mesma fase da onda que se propaga. O princípio de Huygens propõe que cada ponto de uma frente de onda comporta-se como uma fonte geradora de ondas, que são produzidas com as mesmas características da original. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 10 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física O Princípio de Huygens, que afirma que cada ponto em uma frente de ondas comporta-se como uma nova fonte, sempre produzindo ondas com a mesma velocidade, frequência e comprimento da onda que lhe deu origem. Para um considerado instante, cada ponto da frente de onda comporta-secomo fonte das ondas elementares de Huygens. A partir deste princípio, é possível concluir que, em um meio homogêneo e com as mesmas características físicas em toda sua extensão, a frente de onda se desloca mantendo sua forma, desde que não haja obstáculos. Velocidade de propagação de uma onda Vamos aprender agora a equação fundamental da Ondulatória, já que é válida para todos os tipos de onda. Acabamos de ver no tópico anterior que período é o intervalo de tempo para que se repita um comprimento de onda, portanto o comprimento de onda (λ) é percorrido pela onda no período (T). Assim, temos que: Δs = λ em Δt = T. Então a velocidade de propagação da onda pode ser escrita como: V= Δs Δt = λ 𝑇 Como T= 1 𝑓 , temos: Onde: • V é a velocidade de propagação de uma onda • 𝛌 é o comprimento de onda V= λ. f https://www.preparaenem.com/fisica/frequencia-comprimento-onda.htm https://www.preparaenem.com/fisica/frequencia-comprimento-onda.htm Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 11 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física • F é a frequência de uma onda Observações: • A frequência de uma onda é a frequência da fonte que a emite, dependendo somente da fonte e não do meio onde se propaga. Assim, qualquer que seja o meio em que a onda se propaga, a sua frequência não se modifica; • A velocidade de propagação de uma onda mecânica só depende do meio material atravessado pela onda e sua unidade no SI é o “m/s”; • O comprimento de onda depende da fonte e do meio; • É comum utilizar-se frequências na ordem de kHz (1 quilohertz = 1.000Hz) e de MHz (1 megahertz = 1.000.000Hz). • A frequência não depende do meio de propagação, ou seja, não se modifica; • A velocidade só depende do meio material; • O comprimento de onda depende do meio e da fonte. (Colégio Naval 2019) Uma onda se propaga tal que o seu comprimento é 10 m e a sua frequência é 5,0 Hz. Calcule, respectivamente, a velocidade de propagação da onda no material e seu período de oscilação e assinale a opção correta. RESOLUÇÃO: A velocidade da onda é dada pela equação V=λ. F, então substituindo: V= 10.5 V= 50 m/s Já o período é dado por T= 1 𝑓 , então: T= 1 5 = 0,2 s Resposta: D Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 12 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Equação de Taylor Quando um pulso se propaga em uma corda, podemos verificar se o pulso se move com rapidez ou se está se movendo de forma lenta. Para isso, foi desenvolvida uma fórmula específica para o cálculo da velocidade das ondas mecânicas transversais em cordas tensas, ou seja, cordas submetidas à uma força de tração. Considere uma corda de massa m e comprimento L, temos que a densidade linear μ dessa corda é a razão entre a sua massa m e o seu comprimento L. Assim: Obs.: Unidade no SI é kg/m. Podemos concluir, então, que na propagação de uma onda transversal a velocidade V depende apenas da densidade linear da corda (μ) e da intensidade da força de tração (T) a que ela está submetida, sendo dada por: Observações: • Quanto maior for a intensidade da tração na corda, isto é, quanto mais esticada estiver a corda, maior será a velocidade de propagação; • Quanto maior a densidade linear da corda, menor será a velocidade de propagação do pulso. Suponha uma corda de 10 m de comprimento e massa igual a 500 g. Uma força de intensidade 300 N a traciona. A velocidade de propagação de um pulso nessa corda é de 770 m/s. RESOLUÇÃO: Primeiro vamos descobrir a densidade linear desta corda, lembrando que a massa deve ser em kg, ou seja, 0,5kg: μ= 𝑚 𝐿 → μ= 0,5 10 → μ= 0,05 kg/m Substituindo na equação de Taylor: V = √ 𝑇 μ 𝛍 = 𝒎 𝑳 𝐕 = √ 𝑻 𝛍 Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 13 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física V = √ 300 0,05 V = √6000 V≈77 m/s Resposta: ERRADO Energia mecânica na propagação da onda A propagação da onda na corda sempre envolve uma transmissão de energia. Essa energia mecânica que se propaga com o pulso é em parte cinética e em parte potencial elástica. A energia cinética está na massa da corda, que naquele instante está subindo ou descendo. Já a energia potencial está na parte da corda que apresenta deformação. Quando a corda se desloca da posição de equilíbrio (eixo horizontal), subindo ou descendo, ela está sob a atuação de forças restauradoras (a tensão, no caso da corda) que está associada à energia potencial. Como a energia total (energia mecânica) é a soma das energias cinéticas e potencial, chegamos à conclusão de que a potência total carregada pela onda é dada por: Onde: • 𝛍 é a densidade linear da corda • ω é a pulsação (vimos na aula sobre MHS) • A é a amplitude da onda • 𝜟𝒙 é a variação de posição da onda RESUMINDO: A energia de uma onda em uma corda é diretamente proporcional à amplitude e à frequência da onda. Fenômenos ondulatórios Reflexão Em uma onda, de modo semelhante ao que acontece com a luz, também pode haver reflexão. A reflexão acontece quando uma onda que se propaga em um meio encontra um obstáculo, que separa esses dois meios, 𝚫𝐄𝐦 = 𝟏 𝟐 . 𝛍. 𝛚𝟐. 𝑨𝟐. 𝜟𝒙 Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 14 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física e retorna ao mesmo meio de propagação. Qualquer que seja o tipo de onda, o módulo da velocidade, a frequência, o comprimento de onda e o período permanecem constantes. Uma onda que se propaga em um meio sofre reflexão quando, após incidir num segundo meio de características diferentes, volta a se propagar no meio original. Vamos analisar a reflexão de pulsos ou ondas transversais em cordas: I) Em extremidade fixa: O pulso gerado, quando atinge uma extremidade fixa (uma parede, por exemplo), tenta movê-la, mas esta, pelo Princípio da Ação e Reação, reage sobre a corda invertendo o pulso refletido. Diz-se que o pulso refletido está em oposição de fase em relação ao pulso incidente. II) Em extremidade livre: O pulso gerado, quando atinge uma extremidade livre, é refletido sem inversão. Diz-se que o pulso refletido está em fase em relação ao pulso incidente. • Extremidade fixa: o pulso refletido está em oposição de fase com o pulso incidente; Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 15 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física • Extremidade livre: o pulso refletido está em fase com o pulso incidente. Agora, vamos analisar a reflexão de ondas na superfície de líquidos: Existem duas leis que regem a reflexão de qualquer tipo de onda: 1ª LEI: A onda incidente, a onda refletida e a reta normal à superfície estão sobre um mesmo plano, ou seja, são coplanares. 2ª LEI: Independente do comprimento de onda (λ), velocidade de propagação, frequência ou material do qual à superfície é feita, o ângulo de incidência (i) é igual ao angulo de reflexão (r). i=r Refração É o fenômeno que ocorre quando uma onda passa de um meio para outro de características distintas, tendo sua direção desviada. Independente de cada onda, sua frequência não é alterada na refração, no entanto, a velocidade e o comprimento de onda se modificam devido à mudança de meio. A onda refratada está sempre em fase com a onda incidente. Uma onda sofre refração quando passa de um meio para outro de características distintas, tendo sua direção desviada. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 16 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Como a velocidade da onda no meio 2 é menor que no meio 1, a frente de onda refratada inclina-se em relação à superfície de separação e o raio refratado aproxima-se da normal. Esse fenômeno éfrequentemente observado com as ondas do mar em uma praia. A velocidade de uma onda é constantemente reduzida, à medida que ela se aproxima da praia, pois a onda move- se para regiões em que a água fica gradualmente mais rasa. Quando se aproximam da praia, as frentes de onda ficam quase paralelas à linha do litoral. Ou seja, a onda se propaga com maior velocidade na região mais profunda. A refração de ondas obedece a duas leis: • 1ª Lei da Refração: O raio incidente, a reta perpendicular à fronteira no ponto de incidência e o raio refratado estão contidos no mesmo plano. • Lei de Snell: Esta lei relaciona os ângulos, as velocidades e os comprimentos de onda de incidência de refração, sendo matematicamente expressa por: Refração e reflexão de ondas transversais em cordas Considere duas cordas de densidades lineares diferentes (uma corda grossa e outra corda fina) emendadas. Temos duas situações: 1) Da corda mais fina para a mais grossa: Quando um pulso, propagando-se na corda mais fina, incide na junção com a corda mais grossa, parte da energia do pulso incidente é refratada e outra parte é refletida. O pulso refratado (ou transmitido) tem a mesma orientação, ou seja, mesma fase do pulso incidente e o pulso refletido possui fase oposta. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 17 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física 2) Da corda mais grossa para a mais fina: Quando o fenômeno ocorre com a onda propagando-se da corda mais grossa para a corda mais fina, observa-se que o pulso refratado e o refletido possuem a mesma fase do pulso incidente. RESUMINDO: • Da corda mais fina para a mais grossa: O pulso refratado tem a mesma fase do pulso incidente e o pulso refletido possui fase oposta. • Da corda mais grossa para a mais fina: o pulso refratado e o refletido possuem a mesma fase do pulso incidente. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 18 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Difração A difração corresponde à possibilidade de uma onda contornar um obstáculo, penetrando na região de sombra e é explicada pelo princípio de Huygens: quando os pontos da abertura são atingidos pela frente de onda, eles tornam-se fontes de ondas secundárias que mudam a direção de propagação da onda principal, contornando o obstáculo. O fenômeno chamado difração é o encurvamento sofrido pelos raios de onda quando esta encontra obstáculos à propagação. Batimento O batimento é obtido pela superposição de ondas periódicas de frequências diferentes e de mesma amplitude, ou muito próximas. Veja: A frequência da onda obtida é fR = (fa + fb)/2. Pode-se também demonstrar que a frequência de ocorrência dos batimentos é dada pela diferença entre as frequências das ondas que se superpõem: fbat= fa- fb (fa> fb). Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 19 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Batimento é a variação periódica na amplitude, gerada pela sobreposição de duas ondas com amplitudes aproximadamente iguais e frequências ligeiramente diferentes. Polarização das ondas Considere uma corda que vibra transversalmente em várias direções. Polarizar esta corda seria o mesmo que fazê-la vibrar somente em um determinado plano. Portanto, um polarizador privilegia certas direções de propagação. Um bom exemplo de polarizador é os óculos de Sol (alguns deles), já que uma luz polarizada se torna mais confortável para os olhos de um observador. Somente ondas transversais podem ser polarizadas. Uma onda longitudinal, como as de compressão na mola helicoidal, não podem ser polarizadas. Interferência de ondas Superposição de ondas Imagine uma corda esticada na posição horizontal com pulsos de mesma largura sendo produzidos nas pontas da corda, mas de diferentes amplitudes. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 20 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Quando as ondas se cruzam, elas passam uma pela outra sem se modificar. Após a superposição, as ondas continuam a ter a mesma forma e se propagam como antes. Esse fenômeno de independência das ondas é comum a todos os tipos de onda. Contudo, durante o intervalo de tempo em que as duas ondas estão superpostas, cada ponto do meio de propagação (no caso, a corda) obedece ao princípio da superposição: A superposição é o fenômeno que ocorre quando duas ou mais ondas se encontram, gerando uma onda resultante igual à soma algébrica das perturbações de cada onda. A superposição de ondas pode acontecer de duas formas: Situação 1: as ondas estão em fase. Veja que quando as ondas se encontram suas elongações em cada ponto da corda se somam algebricamente, sendo sua amplitude (elongação máxima) a soma das duas amplitudes. Matematicamente: Após este encontro, cada um segue na sua direção inicial, com suas características iniciais conservadas. Este tipo de superposição é chamado interferência construtiva, já que a superposição faz com que a amplitude seja momentaneamente aumentada em módulo. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 21 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Situação 2: as ondas estão em oposição de fase. Quando as ondas se encontram, suas amplitudes são somadas, porém, neste caso, A1 e A2 estão em sentidos opostos. Logo, o pulso resultante terá amplitude igual a diferença entre as duas amplitudes. Considerando A1<0 em relação ao eixo x, matematicamente: O sinal negativo está ligado à amplitude e elongação da onda no sentido negativo. Poderíamos ter considerado A2 negativo ao invés de A1 sem problemas. Após o encontro, cada um segue na sua direção inicial, com suas características iniciais conservadas. Este tipo de superposição é chamado interferência destrutiva, já que a superposição faz com que a amplitude seja momentaneamente reduzida em módulo. Os principais exemplos de ondas sobrepostas são os fenômenos ondulatórios de batimento e ondas estacionárias que ocorrem com ondas periódicas. • Batimento: Ocorre quando duas ondas periódicas de frequência diferente e mesma amplitude (ou amplitudes muito próximas) são sobrepostas, resultando em uma onda com variadas amplitudes dependentes da soma de amplitudes em cada crista resultante. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 22 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física • Ondas estacionárias: É o fenômeno que ocorre quando são sobrepostas duas ondas com mesma frequência, velocidade e comprimento de onda, na mesma direção, mas em sentidos opostos. Ao serem sobrepostas resultam em uma onda com amplitude nula. A onda estacionária é caracterizada pelo fato de os pontos da corda realizarem MHS de várias amplitudes, conforme a posição do ponto considerado. Há pontos da corda que permanecem em repouso, isto é, têm amplitude nula e são denominados nós ou nodos. Outros pontos da corda vibram com amplitude máxima, sendo denominados ventres. Ondas estacionárias Na figura temos duas ondas caminhando na corda. Elas possuem a mesma frequência f, o mesmo comprimento de onda λ e a mesma amplitude A, mas se propagam em sentidos opostos. As ondas estacionárias resultam da superposição de ondas periódicas iguais e que se propagam em sentidos opostos. Observe que, nessas ondas, qualquer ponto da corda, quando atingido pela perturbação, vibra, realizando MHS com a mesma amplitude A. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 23 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física A onda estacionária é caracterizada pelo fato de os pontos da corda realizarem MHS de várias amplitudes, conforme a posição do ponto considerado. Há pontos da corda que permanecem em repouso, isto é, têm amplitude nulae são denominados nós ou nodos. Outros pontos da corda vibram com amplitude máxima, sendo denominados ventres. A distância entre os ventres consecutivos é igual à metade da distância entre V1 e V3. Já entre um nó e um ventre consecutivo é λ/4. A distância entre ventres consecutivos ou entre nós consecutivos, numa onda estacionária, é igual à metade do comprimento de onda, ou seja, 𝜆 2 . Analise a imagem abaixo: Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 24 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física • No primeiro harmônico não há nó e temos que o comprimento da corda L é igual a metade do comprimento de onda ( L= λ/2, ou seja, λ=2L): V= λ.f V= 2L.f fn= 𝑉 2𝐿 • No segundo harmônico há um nó e temos que o comprimento da corda L é igual ao comprimento de onda (L= λ) V= λ.f V= L.f fn= 𝑉 𝐿 • No terceiro harmônico há dois nós e temos que o comprimento da corda L é igual a 3/2 do comprimento de onda (L=3/2 λ, ou seja, λ=2/3L) V= λ.f V= 2 3 L.f fn= 3𝑉 2𝐿 De uma forma geral, temos: Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 25 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Onde: • fn é a frequência da onda no harmônico de número n • n é número do harmônico • V é a velocidade de propagação da onda • L é o comprimento da corda Interferência em duas dimensões Sendo duas ondas bidimensionais circulares, geradas respectivamente por uma fonte F1 e F2, com amplitudes e frequências iguais e em concordância de fase. Na figura acima, as ondas têm as cristas representadas por linhas contínuas vermelhas e os vales por linhas tracejadas vermelhas. Os pontos preenchidos em preto representam interferência construtiva por duas cristas e os pontos em branco representam interferência construtiva por dois vales. Já os pontos meio brancos e meio pretos representam interferência destrutiva (uma crista e um vale). • As linhas pretas pontilhadas e designadas por V0, V1, V2 e V3, denominadas linhas ventrais, são aquelas de interferência construtiva. • As linhas pretas pontilhadas e indicadas por N1, N2, N3 e N4, denominadas linhas nodais, são aquelas em que ocorre interferência destrutiva. fn= 𝒏𝑽 𝟐𝑳 Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 26 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Agora vamos determinar se um ponto qualquer pertence a uma interferência construtiva ou destrutiva. Veja a figura abaixo: Para que um ponto P qualquer pertença a uma linha ventral e as ondas cheguem em fase (interferência construtiva), temos: PF2 – PF1 = p 𝝀 𝟐 (sendo p= 0,2,4,6...) Para que um ponto Q qualquer pertença a uma linha nodal e as ondas cheguem em oposição de fase (interferência destrutiva), temos: PF2 – PF1 = i 𝝀 𝟐 (sendo i= 1,3,5...) Nas considerações anteriores admitimos que as fontes estavam em concordância de fase. Se as fontes estivessem em oposição de fase, isto é, defasadas de meio período e, portanto, se uma das fontes produzisse uma crista de onda no mesmo instante em que a outra fonte produzisse um vale de onda, as condições de interferência construtiva e destrutiva seriam invertidas. Ondas sonoras As ondas sonoras são classificadas como uma onda mecânica (precisa de um meio de propagação), longitudinal (possui a propagação paralela à vibração) e tridimensional (propaga-se em todas as dimensões). As ondas sonoras são ondas mecânica, longitudinal e tridimensional. A velocidade de propagação das ondas sonoras depende de dois fatores básicos: • o estado físico do meio pelo qual as ondas propagam-se; • a temperatura. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-2.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-2.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-2.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/velocidade-intensidade-som.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/mudanca-estado-fisico.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/temperatura-calor.htm Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 27 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Quanto ao estado físico do meio, quanto maior for a proximidade entre as moléculas do meio, mais veloz será o som, por isso as ondas sonoras são mais rápidas nos sólidos, depois, nos líquidos e, por fim, nos gases. VSÓLIDOS > VLÍQUIDOS >VGASES A temperatura influencia diretamente na velocidade de propagação das ondas sonoras, portanto, quanto maior a temperatura de um gás, por exemplo, maior será a velocidade de propagação do som. • A velocidade da luz no ar é próxima de 300.000 km/s. • A velocidade do som no ar a 15 °C é 340 m/s ou 1.224 km/h. Conceitos (altura, intensidade e timbre) Estão relacionadas às sensações que o som produz. São elas: • Altura: característica que define se o som é agudo ou grave. Quando agudo, o volume será alto e terá uma frequência maior. Quando grave, o volume será baixo e terá uma frequência também baixa. • Intensidade: relacionada à quantidade de energia liberada pelas ondas sonoras e que atravessa uma área e um intervalo de tempo. É o que distingue os sons fracos dos fortes, ou seja, quanto mais aberta for a energia de vibração, mais intenso será o som. É determinada pelo quociente entre a energia ΔE que atravessa uma superfície (perpendicular à direção de propagação) na unidade de tempo e a área A da superfície. Matematicamente: I= 𝜟𝑬 𝑨.𝜟𝒕 = 𝑷 𝑨. (a unidade de intensidade física é o J/m²s, ou W/m²) Considerando I0 a menor intensidade física de som audível (geralmente adota-se 10-12 W/m2 ) e I a intensidade física do som que se quer medir, para medir a intensidade auditiva em decibel, vem: β= 10.𝒍𝒐𝒈 ( 𝑰 𝑰𝒐 ) • Timbre: composição das frequências que permite criar um tom característico. Essa propriedade permite distinguir dois ou mais sons com a mesma intensidade e altura, pois o formato das ondas é diferente em cada fonte. • Altura: característica que define se o som é agudo ou grave. • Intensidade: distingue os sons fracos dos fortes. • Timbre: composição das frequências que permite criar um tom característico. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 28 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Tubos sonoros O ar ou gás contido dentro de um tubo pode vibrar com frequências sonoras. Este é o princípio que constitui instrumentos musicais como a flauta, corneta, etc. que são construídos basicamente por tubos sonoros. Os tubos são classificados como abertos e fechados, sendo os tubos abertos aqueles que têm as duas extremidades abertas e os tubos fechados que são os que têm uma extremidade aberta e outra fechada. As vibrações das colunas gasosas em tubos sonoros podem ser estudadas como ondas estacionárias. Assim, em uma extremidade aberta o som reflete-se em fase, formando um ventre (interferência construtiva) e em uma extremidade fechada ocorre reflexão com inversão de fase, formando-se um nó de deslocamento (interferência destrutiva). Tubos abertos Considerando um tubo sonoro de comprimento ℓ, cujas ondas se propagam a uma velocidade v. Assim as possíveis configurações de ondas estacionárias são: Partindo destes exemplos, temos: Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 29 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física L= n. 𝝀 𝟐 (com n= 1,2,3,4...) E para frequência dos harmônicos: fn = n 𝑽 𝟐𝑳 Como n não tem restrições, no tubo aberto, obtêm-se frequências naturais de todos os harmônicos. Tubos fechados Considerando um tubo sonoro de comprimento ℓ, cujas ondas se propagam a uma velocidade v. Assim as possíveis configurações de ondas estacionárias são: Partindo destes exemplos, temos: L= i. 𝝀 𝟒 (com i= 1,3,5...) Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha BouçasAula 09 30 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física E para frequência dos harmônicos: fi = i. 𝑽 𝟐𝑳 (com i= 1,3,5...) Em um tubo fechado, obtêm-se apenas frequências naturais dos harmônicos ímpares. Efeito Doppler Este efeito é descrito como uma característica observada em ondas emitidas ou refletidas por fontes em movimento relativo ao observador. Para ondas sonoras, o efeito Doppler é o fenômeno pelo qual um observador percebe frequências diferentes das emitidas por uma fonte devido à velocidade relativa entre o a onda sonora e o movimento relativo entre o observador e/ou a fonte. A frequência aparente é dada por: Onde: Fap = frequência aparente Vs = velocidade do som Vo= velocidade do observador Vf= velocidade da fonte F= frequência emitida pela fonte A convenção de sinais, nesse caso, é a seguinte: Ou ainda podemos considerar o sinal de acordo com o sistema do referencial abaixo considerando os movimentos progessivos como positivos e retrógrados com sinal negativo: Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 31 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Oscilações amortecidas e forçadas Até agora consideramos apenas um oscilador mecânico simples ideal, isto é, um oscilador onde não atuam forças dissipativas, atritos, resistência do ar etc. No entanto, nos osciladores reais essas forças dissipativas existem, reduzindo a energia mecânica total. A amplitude de oscilação vai gradativamente diminuindo até o oscilador atingir o repouso. As oscilações são, nesse caso, denominadas amortecidas. Quando fornecemos energia ao oscilador de modo a manter constante a amplitude de oscilação, fazendo-o oscilar com uma frequência diferente de sua frequência própria, as oscilações são denominadas forçadas. Oscilação amortecida subcrítica É uma oscilação amortecida onde as amplitudes sofrem uma redução de acordo com uma curva exponencial. Nestas oscilações a frequência do movimento é mantida constante. A figura mostra o gráfico de uma oscilação amortecida subcrítica, onde a curva exponencial está representada tracejada em azul. É importante verificar pela grade que o período do movimento é mantido constante. Oscilação amortecida crítica É uma oscilação amortecida onde o oscilador para na posição de equilíbrio sem ter realizado nenhum ciclo. Oscilador para na posição de equilíbrio sem ter realizado nenhum ciclo. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 32 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física A figura mostra o gráfico de uma oscilação amortecida crítica. Esta oscilação ocorre quando a força de atrito é viscosa e muito forte. A força de atrito viscosa é produzida por líquidos e/ou gases sobre pressão elevada, como ocorre por exemplo nos amortecedores usados em veículos. Oscilação amortecida supercrítica É uma oscilação amortecida onde o oscilador para antes de atingir a posição de equilíbrio sem ter realizado nenhum ciclo. A figura mostra o gráfico de uma oscilação amortecida supercrítica. Esta oscilação ocorre quando a força de atrito é muito forte e produzida em superfícies sólidas, como se fosse um freio. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 33 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Questões comentadas pelo professor CESPE - 2016 - POLÍCIA CIENTÍFICA - PE - Perito Criminal - Física Uma carga de dinamites foi utilizada na detonação de uma construção civil localizada ao nível do mar. Durante essa operação, foram empregados, próximos ao local da explosão, um equipamento terrestre de medição sonora e um equipamento de medição sonora adequado para águas profundas. O equipamento terrestre indicou que a explosão apresentou um comprimento de onda médio de 1 m. Sabendo que a velocidade do som é de 343 m/s no ar e de 1.450 m/s na água, assinale a opção que apresenta o comprimento aproximado da onda λágua, em metros, medido pelo equipamento submerso. RESOLUÇÃO: Sendo o comprimento de onda no ar igual a 1m e sua velocidade é 343 m/s, temos: V = λ. f 343= 1.far far= 343 Hz Uma vez que a frequência não muda em meios distintos, temos que a far= fágua, então: Vágua= λágua. fágua 1450= λágua. 343 λágua= 1450:343 λágua= 4,23 m Resposta: D https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-policia-cientifica-pe-perito-criminal-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 34 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física (Marinha 2019) Uma corda de comprimento 16 m apoiada no chão extremamente liso é esticada pelas suas extremidades. Em uma de suas extremidades gera-se uma sequência de pulsos (onda) que se propaga pela corda. Sabendo que o comprimento de onda é de 2 m e que a frequência da fonte que faz oscilar a corda é de 4 Hz, assinale a opção que fornece o intervalo de tempo, em segundos, necessário para que um pulso se propague de uma extremidade a outra. RESOLUÇÃO: Temos que a equação da onda é dada por V=λ.f, então: V=2. 4 V= 8m/s Como a onda precisa percorrer um espaço de 16m e sua velocidade é 8m/s, temos: V= ΔS/Δt 8= 16/ Δt Δt= 16/8 Δt= 2s Resposta: B Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 35 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. Se o comprimento entre a pestana e o rastilho — isto é, o tamanho útil da corda — for 640 mm e se a frequência desejada da corda for o lá padrão 440 Hz, a velocidade de propagação da onda emitida por essa corda será inferior à velocidade do som no ar, isto é, 360 m/s. RESOLUÇÃO: Na situação descrita acima temos o 1º harmônico, sendo assim L= 𝜆 2 (Lembre- se de transformar o comprimento da corda de mm para m antes de jogar na fórmula: 0,64m): fn= 𝑛𝑉 2𝐿 440= 1.𝑉 2.0,64 440= 1.𝑉 1,28 V= 440. 1,28 V=563,2 m/s Resposta: ERRADO CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 36 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. Caso se diminua o tamanho da corda do violão e se pressione o dedo em uma casa do braço desse instrumento, diminui-se a altura da nota do violão, ou seja, diminui-se a frequência emitida. RESOLUÇÃO: Uma vez que a frequência na onda estacionária é dada por fn= 𝑛𝑉 2𝐿 , temos que o comprimento da corda (L) é inversamente proporcional à frequência, ou seja, quanto MENOR o tamanho da corda, MAIOR a frequência. Resposta: ERRADO CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. É possível aumentar a altura da nota do violão — isto é, aumentar a frequência emitida — aumentando a tensão da corda — ou seja, apertando a tarraxa. RESOLUÇÃO: Usandoa equação de Taylor para cordas e substituindo nas equações fundamentais, chega-se que a tensão é diretamente proporcional a frequência. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 37 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física 𝐕 = √ 𝑻 𝛍 e V=λ.f Resposta: CERTO (CESPE/CBM/ES/2008) A velocidade de uma onda mecânica depende somente das propriedades do meio no qual ela se propaga. Com relação a suas propriedades e seus mecanismos de propagação, julgue os itens subsequentes. Pelo movimento transversal da mão pode-se produzir um pulso que se propague em uma corda esticada que tenha uma de suas extremidades presa a uma parede. Para diminuir o tempo que o pulso leva para se propagar do ponto em que for gerado até a parede, deve-se diminuir a amplitude do movimento das mãos. RESOLUÇÃO: A velocidade de propagação de onda depende das características do meio de propagação e é constante para um mesmo meio. Desta forma, podemos utilizar a equação de Taylor que nos permite calcular a velocidade de uma onda em uma corda e que depende do material de que é feita a corda, de sua massa, e da força de tração a qual ela está submetida. Na fórmula, T é o valor da força de tração e é a densidade linear de massa da corda, que na verdade é a razão entre a massa da corda e o seu comprimento: m/L. Essa era, portanto, uma questão que envolvia a relação de Taylor de forma teórica. Resposta: ERRADO (CESPE-UNB - CBM-DF – CFO/2006) Entre outras qualidades, os nanotubos descritos no texto anterior possuem excelente condutividade elétrica e resistência mecânica cem vezes maior que a do aço e, ao mesmo tempo, flexibilidade e elasticidade, o que os torna um material atrativo e interessante para a produção de fios fortes e ultraleves, denominados nanofios. São essas características que os credenciam a diversas aplicações em ciência e tecnologia. A figura acima mostra o esquema de um instrumento de cordas idealizado que usa nanofios para compor as cordas, que são esticadas e têm as extremidades fixas. Ao se tocar as cordas, elas vibram emitindo som. O movimento das Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 38 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física cordas corresponde a ondas estacionárias descritas pela equação y= Asen(kx)sen(ωt), em que A, k e T são constantes, y e x representam deslocamentos e t é o tempo. A partir dessas informações, julgue os itens que se seguem. Em cada corda do instrumento descrito, pode-se gerar ondas estacionárias de qualquer frequência. RESOLUÇÃO: Uma vez que a frequência na onda estacionária é dada por fn= 𝑛𝑉 2𝐿 , temos que ...Podemos afirmar então, da figura acima, que os comprimentos de onda são distintos a cada harmônico que é formado na corda do violão. Um harmônico pode ser entendido como um modo de vibração de uma corda. Assim, como temos comprimentos de onda pré-definidos para cada harmônico, não teremos qualquer frequência de vibração. As frequências das ondas já estão definidas de acordo com o harmônico de propagação. As frequências de acordo com os harmônicos podem ser relacionadas com a velocidade, comprimento da corda e número do harmônico, de acordo com a fórmula abaixo: fn= 𝑛𝑉 2𝐿 Resposta: ERRADO (CESPE/INMETRO/2001) Fenômenos ópticos e sonoros são, em grande parte, manifestações que pertencem a uma classe mais geral de fenômenos ditos ondulatórios. A respeito dos fenômenos descritos nas opções, julgue-as como corretas ou erradas. Todo sistema oscilante tem comportamento de onda. RESOLUÇÃO: A nossa afirmativa, diz que todo sistema oscilante é uma onda, vocês acham que estaria correta? Não pessoal, não está correta, pois está generalizando demais, aqui é igual ao Direito Constitucional quando ele diz que nunca haverá pena de morte, em hipótese alguma. Na verdade, para que um sistema oscilante seja caracterizado como uma onda, precisamos que esse sistema transporte energia aos pontos que compõem esse sistema, mas não transporte matéria em hipótese alguma, e há sistemas oscilantes que transportam matéria, esses sistemas então apesar de serem oscilantes não poderiam ser ondas. “Todo sistema oscilante que transporta energia em um meio, sem que haja transporte de matéria, é uma onda”. Resposta: ERRADO (CESPE-UNB - CBM-ES – OFICIAL COMBATENTE) Ondas mecânicas são perturbações que se propagam em um meio elástico, carregando energia, como as ondas concêntricas formadas na superfície de um lago logo após se atirar nele uma pedra. Alguns conceitos matemáticos que tipicamente associamos a ondas são os mesmos que possibilitam descrever movimentos oscilatórios, como os observados em um pêndulo simples ou em um sistema massa-mola. Uma característica comum a todos esses sistemas é a existência de uma força restauradora, como a força elástica exercida por uma mola. Com relação aos fenômenos ondulatórios em geral, julgue os itens subsequentes. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 39 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Considere que uma das cordas de um instrumento de cordas tenha massa de 20,0 g e comprimento de 1,0 m. Nessa situação, para produzir um tom com o dobro da frequência dessa corda, é necessário trocá-la por outra com massa de 10,0 g e comprimento de 2,0 m. RESOLUÇÃO: Resposta: ERRADO CESPE - 2017 - Prefeitura de São Luís - MA - Professor Nível Superior/PNS-A - Ciências A característica fundamental de uma onda é a transferência de energia do local em que está sendo gerada para outras regiões do espaço, sem que haja, nesse processo, transporte de matéria. A intensidade de uma onda mede a energia radiada. A esse respeito, assinale a opção correta. RESOLUÇÃO: (A) Certo. É exatamente este o conceito de período (B) Errado. Comprimento de onda lambda (λ): Distância entre duas cristas ou entre dois vales ou uma oscilação completa. (C) Errado. as velocidades das ondas serão iguais, pois se propagam no mesmo meio (ar). Então, temos: V1= V2 λ 1. F1= λ 2. F2 λ 1. 60= λ 2. 120 λ 1 λ 2 = 120 60 = 2 (D) Errado. As ondas luminosas são ondas eletromagnéticas, ou seja, se propagam no vácuo, não necessitam de um meio para se propagar. (E) Errado. Ondas eletromagnéticas se diferenciam pelo meio de propagação. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-prefeitura-de-sao-luis-ma-professor-nivel-superior-pns-a-ciencias Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 40 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Resposta: A CESPE - 2018 - Polícia Federal - Papiloscopista Policial Federal A respeito de fenômenos ópticos e suas aplicações, julgue o seguinte item. A figura a seguir, que mostra um lápis imerso parcialmente na água no interior de um copo, representa um fenômeno que pode ser explicado pela lei de Snell. RESOLUÇÃO: Uma onda sofre refração quando passa de um meio para outro de características distintas, tendo sua direção desviada. A refração obedece à Lei de Snell: Esta lei relaciona os ângulos, as velocidades e os comprimentos de onda de incidência de refração. Resposta: CERTO CESPE - 2013 - SEDUC-CE - Professor Pleno I - Física Duas ondas sonoras unidimensionais propagam-se em um mesmo meio, com a mesma velocidade, ao longo de uma direção x, de tal modo que a variação da pressão P, para cada uma delas, é dada da seguinte expressão no sistema de unidades MKS: onda sonora e onda sonora II: , em que a constante C é desconhecida. Assinale a opção que apresenta a frequência da onda II, em Hz. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2018-policia-federal-papiloscopista-policial-federal https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-seduc-ce-professor-pleno-i-fisicaFranciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 41 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física RESOLUÇÃO: Uma função de onda é dada por: y(x,t)=Asen(κ.x-ω.t) ω = 2.π.f → 0,8 π = 2.π.f → f= 0,4 Hz. Resposta: C CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. A velocidade de propagação da onda refletida é a mesma da onda incidente. RESOLUÇÃO: a velocidade de propagação de uma onda depende somente do meio de propagação. Então a onda refletida terá a mesma velocidade da onda incidente, pois ambas se propagam no mesmo meio. Resposta: CERTO https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 42 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. A frequência do raio refratado é menor que a frequência do raio refletido. RESOLUÇÃO: A frequência é uma grandeza que não muda independentemente do fenômeno que ocorra, pois é uma característica da fonte das ondas. Resposta: ERRADO CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 43 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física A velocidade de propagação do raio refratado é 2/3 da velocidade da luz no vácuo. RESOLUÇÃO: n2=c/v 1,5= c/v v=c/1,5 = 10𝑐 15 = 2𝑐 3 Resposta: CERTA FGV - 2016 - SEE-PE - Professor de Física Uma partícula se move ao longo do eixo Ox com uma aceleração escalar que varia senoidalmente com o tempo, como mostra a figura a seguir. Sabendo que no instante t = 0 a partícula se encontra na origem com velocidade escalar nula, a coordenada x de sua posição e sua velocidade escalar no instante T indicado na figura são, respectivamente, https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/fgv-2016-see-pe-professor-de-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 44 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física RESOLUÇÃO: Perceba que a partícula está em uma posição no eixo x positiva, ou seja x>0. A partícula também está exatamente no eixo x, ou seja, amplitude igual a zero. Sendo assim, temos a = -w² x, como x>0 e a=0, W (velocidade angular) é zero, consequentemente a velocidade escalar também será. Resposta: C CESPE - 2016 - POLÍCIA CIENTÍFICA - PE - Perito Criminal - Física Admitindo-se que uma onda transversal em uma corda esticada seja descrita pela função de onda y(x,t) = 0,21 sen (π/7 x + 4π t + π/3), em que as unidades são expressas no sistema internacional de medidas, é correto afirmar que o módulo da velocidade de propagação e o período dessa onda são, respectivamente, RESOLUÇÃO: Temos que w=2π/T, onde w=4π, assim: 4π=2π/T → T= 0,5s Além disso, k=2π/λ, onde k= π/7, assim: https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-policia-cientifica-pe-perito-criminal-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 45 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física π/7=2π/λ → λ= 14m Então: V= λ/T → V= 14/0,5 → V= 28m/s Resposta: B CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Acerca das propriedades da luz, julgue os itens subsequentes. As ondas luminosas são longitudinais, portanto podem ser polarizadas. RESOLUÇÃO: As ondas luminosas realmente podem ser polarizadas, porém elas são ondas TRANSVERSAIS. Resposta: ERRADO CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Com relação às propriedades das ondas sonoras e eletromagnéticas, julgue os itens a seguir. Tanto as ondas sonoras quanto as ondas eletromagnéticas requerem um meio para sua propagação. RESOLUÇÃO: As ondas eletromagnéticas não precisam de um meio para se propagar, pois se propagam no vácuo. Já as ondas sonoras são ondas mecânicas e requerem um meio para sua propagação. Resposta: ERRADO CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Com relação às propriedades das ondas sonoras e eletromagnéticas, julgue os itens a seguir. A propagação de ondas eletromagnéticas no vácuo ocorre com a mesma velocidade, independentemente de suas frequências. RESOLUÇÃO: A velocidade depende somente do meio de propagação. Diversos experimentos demonstraram que todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a mesma velocidade, chamada velocidade da luz no vácuo e representada pela letra c. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 46 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Resposta: CERTO CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Considerando o gráfico acima, que representa posição x versus tempo (t) de um objeto que oscila em torno de uma posição de equilíbrio com movimento harmônico simples, julgue os itens que se seguem. O gráfico representa uma função de período . RESOLUÇÃO: O período de uma onda é dado entre duas cristas ou dois vales, portanto, o período é igual a T. Resposta: ERRADO CESPE - 2012 - Polícia Federal - Papiloscopista da Polícia Federal https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2012-policia-federal-papiloscopista-da-policia-federal Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 47 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Com base na figura e nas informações apresentadas, julgue os itens seguintes. Se a equação horária de onda para o movimento do átomo de hidrogênio for expressa por r(t) = Acos + r0, então a velocidade desse átomo, em função do tempo t, estará corretamente representada pelo gráfico abaixo, em que T é o período do movimento oscilatório. RESOLUÇÃO: O gráfico que ele deu é relativo à POSIÇÃO da partícula. Uma vez que a função horária da velocidade é dada por V = -ω.A.sen(ω.t + φ), dado que ω=2π/T e φ é fase inicial que é igual ao ângulo inicial do movimento em um ciclo trigonométrico, temos: A equação da posição fornecida nos remete a uma fase inicial (φ = 0). Para t=0, Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 48 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física V = -2π/T. A. sen(2π/T.0 + 0) → V=-2π/T. A.0 → V=0 Assim, o gráfico de (V x t) deveria começar do 0. Resposta: ERRADO Fim de aula! Aguardo a sua presença em nosso próximo encontro! Saudações,Prof. Ágatha Bouças Lista de questões CESPE - 2016 - POLÍCIA CIENTÍFICA - PE - Perito Criminal - Física Uma carga de dinamites foi utilizada na detonação de uma construção civil localizada ao nível do mar. Durante essa operação, foram empregados, próximos ao local da explosão, um equipamento terrestre de medição sonora e um equipamento de medição sonora adequado para águas profundas. O equipamento terrestre indicou que a explosão apresentou um comprimento de onda médio de 1 m. Sabendo que a velocidade do som é de 343 m/s no ar e de 1.450 m/s na água, assinale a opção que apresenta o comprimento aproximado da onda λágua, em metros, medido pelo equipamento submerso. (Marinha 2019) Uma corda de comprimento 16 m apoiada no chão extremamente liso é esticada pelas suas extremidades. Em uma de suas extremidades gera-se uma sequência de pulsos (onda) que se propaga pela corda. Sabendo que o comprimento de onda é de 2 m e que a frequência da fonte que faz oscilar a corda é de 4 Hz, assinale a opção que fornece o intervalo de tempo, em segundos, necessário para que um pulso se propague de uma extremidade a outra. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-policia-cientifica-pe-perito-criminal-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 49 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. Se o comprimento entre a pestana e o rastilho — isto é, o tamanho útil da corda — for 640 mm e se a frequência desejada da corda for o lá padrão 440 Hz, a velocidade de propagação da onda emitida por essa corda será inferior à velocidade do som no ar, isto é, 360 m/s. CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 50 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. Caso se diminua o tamanho da corda do violão e se pressione o dedo em uma casa do braço desse instrumento, diminui-se a altura da nota do violão, ou seja, diminui-se a frequência emitida. CESPE - 2016 - FUB - Técnico de Laboratório - Física Um violão é um instrumento de cordas tensionadas por um trasto que, ao ser tangido, vibra em frequências características. A nota musical está relacionada com a frequência fundamental de cada corda. Considerando essas informações e a figura precedente, julgue o próximo item. É possível aumentar a altura da nota do violão — isto é, aumentar a frequência emitida — aumentando a tensão da corda — ou seja, apertando a tarraxa. (CESPE/CBM/ES/2008) A velocidade de uma onda mecânica depende somente das propriedades do meio no qual ela se propaga. Com relação a suas propriedades e seus mecanismos de propagação, julgue os itens subsequentes. Pelo movimento transversal da mão pode-se produzir um pulso que se propague em uma corda esticada que tenha uma de suas extremidades presa a uma parede. Para diminuir o tempo que o pulso leva para se propagar do ponto em que for gerado até a parede, deve-se diminuir a amplitude do movimento das mãos. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-fub-tecnico-de-laboratorio-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 51 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física (CESPE-UNB - CBM-DF – CFO/2006) Entre outras qualidades, os nanotubos descritos no texto anterior possuem excelente condutividade elétrica e resistência mecânica cem vezes maior que a do aço e, ao mesmo tempo, flexibilidade e elasticidade, o que os torna um material atrativo e interessante para a produção de fios fortes e ultraleves, denominados nanofios. São essas características que os credenciam a diversas aplicações em ciência e tecnologia. A figura acima mostra o esquema de um instrumento de cordas idealizado que usa nanofios para compor as cordas, que são esticadas e têm as extremidades fixas. Ao se tocar as cordas, elas vibram emitindo som. O movimento das cordas corresponde a ondas estacionárias descritas pela equação y= Asen(kx)sen(ωt), em que A, k e T são constantes, y e x representam deslocamentos e t é o tempo. A partir dessas informações, julgue os itens que se seguem. Em cada corda do instrumento descrito, pode-se gerar ondas estacionárias de qualquer frequência. (CESPE/INMETRO/2001) Fenômenos ópticos e sonoros são, em grande parte, manifestações que pertencem a uma classe mais geral de fenômenos ditos ondulatórios. A respeito dos fenômenos descritos nas opções, julgue-as como corretas ou erradas. Todo sistema oscilante tem comportamento de onda. (CESPE-UNB - CBM-ES – OFICIAL COMBATENTE) Ondas mecânicas são perturbações que se propagam em um meio elástico, carregando energia, como as ondas concêntricas formadas na superfície de um lago logo após se atirar nele uma pedra. Alguns conceitos matemáticos que tipicamente associamos a ondas são os mesmos que possibilitam descrever movimentos oscilatórios, como os observados em um pêndulo simples ou em um sistema massa-mola. Uma característica comum a todos esses sistemas é a existência de uma força restauradora, como a força elástica exercida por uma mola. Com relação aos fenômenos ondulatórios em geral, julgue os itens subsequentes. Considere que uma das cordas de um instrumento de cordas tenha massa de 20,0 g e comprimento de 1,0 m. Nessa situação, para produzir um tom com o dobro da frequência dessa corda, é necessário trocá-la por outra com massa de 10,0 g e comprimento de 2,0 m. CESPE - 2017 - Prefeitura de São Luís - MA - Professor Nível Superior/PNS-A - Ciências A característica fundamental de uma onda é a transferência de energia do local em que está sendo gerada para outras regiões do espaço, sem que haja, nesse processo, transporte de matéria. A intensidade de uma onda mede a energia radiada. A esse respeito, assinale a opção correta. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-prefeitura-de-sao-luis-ma-professor-nivel-superior-pns-a-ciencias Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 52 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2018 - Polícia Federal - Papiloscopista Policial Federal A respeito de fenômenos ópticos e suas aplicações, julgue o seguinte item. A figura a seguir, que mostra um lápis imerso parcialmente na água no interior de um copo, representa um fenômeno que pode ser explicado pela lei de Snell. CESPE - 2013 - SEDUC-CE - Professor Pleno I - Física Duas ondas sonoras unidimensionais propagam-se em um mesmo meio, com a mesma velocidade, ao longo de uma direção x, de tal modo que a variação da pressão P, para cada uma delas, é dada da seguinte expressão no sistema de unidades MKS: onda sonora e onda sonora II: , em que a constante C é desconhecida. Assinale a opção que apresenta a frequência da onda II, em Hz. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2018-policia-federal-papiloscopista-policial-federal https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-seduc-ce-professor-pleno-i-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 0953 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. A velocidade de propagação da onda refletida é a mesma da onda incidente. CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 54 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física A frequência do raio refratado é menor que a frequência do raio refletido. CESPE - 2017 - SEDF - Professor de Educação Básica - Física A figura apresentada ilustra a situação em que um raio de luz monocromática incide na fronteira entre dois meios dielétricos diferentes, sendo parte desse raio refratada e outra parte refletida. Os índices de refração dos meios dielétricos são n2 = 1,5 e n1 = 1. Considerando essas informações, julgue o item subsequente. A velocidade de propagação do raio refratado é 2/3 da velocidade da luz no vácuo. FGV - 2016 - SEE-PE - Professor de Física Uma partícula se move ao longo do eixo Ox com uma aceleração escalar que varia senoidalmente com o tempo, como mostra a figura a seguir. https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2017-sedf-professor-de-educacao-basica-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/fgv-2016-see-pe-professor-de-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 55 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Sabendo que no instante t = 0 a partícula se encontra na origem com velocidade escalar nula, a coordenada x de sua posição e sua velocidade escalar no instante T indicado na figura são, respectivamente, CESPE - 2016 - POLÍCIA CIENTÍFICA - PE - Perito Criminal - Física Admitindo-se que uma onda transversal em uma corda esticada seja descrita pela função de onda y(x,t) = 0,21 sen (π/7 x + 4π t + π/3), em que as unidades são expressas no sistema internacional de medidas, é correto afirmar que o módulo da velocidade de propagação e o período dessa onda são, respectivamente, https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2016-policia-cientifica-pe-perito-criminal-fisica Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 56 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Acerca das propriedades da luz, julgue os itens subsequentes. As ondas luminosas são longitudinais, portanto podem ser polarizadas. CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Com relação às propriedades das ondas sonoras e eletromagnéticas, julgue os itens a seguir. Tanto as ondas sonoras quanto as ondas eletromagnéticas requerem um meio para sua propagação. CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Com relação às propriedades das ondas sonoras e eletromagnéticas, julgue os itens a seguir. A propagação de ondas eletromagnéticas no vácuo ocorre com a mesma velocidade, independentemente de suas frequências. CESPE - 2013 - SEE-AL - Professor - Física Considerando o gráfico acima, que representa posição x versus tempo (t) de um objeto que oscila em torno de uma posição de equilíbrio com movimento harmônico simples, julgue os itens que se seguem. O gráfico representa uma função de período . CESPE - 2012 - Polícia Federal - Papiloscopista da Polícia Federal https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2013-see-al-professor-fisica https://www.qconcursos.com/questoes-de-concursos/provas/cespe-2012-policia-federal-papiloscopista-da-policia-federal Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 57 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Com base na figura e nas informações apresentadas, julgue os itens seguintes. Se a equação horária de onda para o movimento do átomo de hidrogênio for expressa por r(t) = Acos + r0, então a velocidade desse átomo, em função do tempo t, estará corretamente representada pelo gráfico abaixo, em que T é o período do movimento oscilatório. Gabarito Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 09 58 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física D B E E C E E E E A C C C E C B E E C E E Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 01 59 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física Resumo direcionado Veja a seguir um resumão que eu preparei com tudo o que vimos de mais importante nesta aula. Espero que você já tenha feito o seu resumo também, e utilize o meu para verificar se ficou faltando colocar algo . Onda é uma perturbação que se propaga em um meio. Independentemente da natureza das ondas, o que elas têm em comum é que todas transferem energia de um ponto para outro, mas sem transporte de matéria, ou seja, o meio não acompanha a propagação da onda. As ondas podem ser classificadas segundo: a natureza (mecânicas ou eletromagnéticas); o tipo de vibração (transversais, longitudinais ou mistas); a direção da propagação (unidimensionais, bidimensionais ou tridimensionais) ondas em corda são: • Transversais • Mecânicas • Unidimensionais Ondas mecânicas: NÃO se propagam no vácuo Ondas eletromagnéticas: se propagam no vácuo. Franciele santana - 03627975529 Prof. Ágatha Bouças Aula 01 60 de 64| www.direcaoconcursos.com.br Física O período (T) e a frequência (f) relacionam-se da seguinte forma: • Amplitude (A): “altura” da onda • Comprimento de onda (λ): distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas • Período: intervalo de tempo para que se repita o movimento (um comprimento de onda) • Frequência: número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto em uma determinada unidade de tempo. • Equação fundamental da onda: V= λ. F • A frequência não depende do meio de propagação, ou seja, não se modifica; • A velocidade só depende do meio material; • O comprimento de onda depende do meio e da fonte. • Equação de Taylor (somente para ondas em corda): 𝛍 = 𝒎 𝑳 e 𝐕 = √ 𝑻 𝛍 • Quanto maior for a intensidade da tração na corda, isto é, quanto mais esticada estiver a corda, maior será a velocidade de propagação; • Quanto maior a densidade linear da corda, menor será a velocidade de propagação do pulso. A energia de uma onda em uma corda é diretamente proporcional à amplitude e à frequência da onda. As ondas estacionárias resultam da superposição de ondas periódicas iguais e que se propagam em sentidos opostos. Há pontos da corda que permanecem em repouso, isto é, têm amplitude nula e são denominados nós ou nodos. Outros pontos da corda vibram com amplitude máxima, sendo denominados ventres. 𝑓 = 1 𝑇 Franciele
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