Livro Teórico Vol 3 - Física-055-057

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VOLUME 3 | Ciências da Natureza e suas tecnologias
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Quanto à direção de vibração
• Transversais são as ondas em que a direção de propa-
gação é perpendicular à direção de vibração.
 
Exemplo: ondas em cordas e eletromagnéticas.
• Longitudinais são as ondas cujas vibrações coincidem 
com a direção de propagação. 
Exemplo: ondas sonoras.
A figura a seguir ilustra a relação entre a direção de 
vibração e a direção de propagação para as ondas trans-
versais e longitudinais.
Velocidade de propagação 
de uma onda
As ondas mecânicas propagam-se com velocidade 
constante em meios homogêneos assim como as ondas 
eletromagnéticas que, embora não precisem de um meio 
material para se propagar, também podem se propagar em 
meios materiais. A alteração de meio de propagação pode 
acarretar na mudança da velocidade dessas ondas. 
Em temperatura ambiente (cerca de 25 graus Celsius), 
a velocidade do som no ar é de aproximadamente 340 m/s. 
Já a velocidade do som na água é muito maior do que no ar, 
sendo cerca de 1500 m/s. Essa diferença ocorre devido às 
diferenças nas propriedades físicas desses meios. O som 
é uma onda mecânica que se propaga por meio de vibra-
ções das partículas do meio em que se encontra. No ar, as 
partículas estão mais espaçadas e se movem com menor 
facilidade, o que faz com que a velocidade de propagação 
do som seja menor do que na água, onde as partículas 
estão mais próximas e têm maior facilidade de movimento. 
Além disso, a água é um meio mais denso do que o ar, 
o que também contribui para uma maior velocidade de 
propagação do som.
Considere uma corda de massa m e comprimento ℓ, 
fixada em uma parede em uma das extremidades e sob a 
ação de uma força de tração T. Suponha que a mão de 
uma pessoa, agindo na extremidade livre da corda, realize 
um movimento vertical, periódico, de sobe e desce. Uma 
onda transversal se propaga através da corda com veloci-
dade v (figura a seguir).
A velocidade de propagação da onda na corda depen-
de da intensidade da força de tração na corda e da sua 
densidade linear. Matematicamente, representamos por:
v = 
T
m
Em que
v é velocidade de propagação de onda através da corda. 
T é força de tração na corda. 
µ é densidade linear da corda (em kg/m).
Ondas periódicas
O caso mais simples de propagação de onda é a pro-
pagação de uma onda unidimensional de velocidade cons-
tante. Nessa situação, por se tratar de um movimento pe-
riódico, a onda pode ser descrita empregando-se conceitos 
que já foram estudados, como o movimento harmônico 
simples (MHS). 
A figura a seguir mostra uma pessoa executando pe-
riodicamente um movimento vertical de sobe e desce na 
extremidade livre de uma corda.
As principais características de uma onda periódica 
são:
Física
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• Amplitude (A): é a medida da magnitude da oscilação de 
uma onda. Em outras palavras, é a distância entre o ponto 
médio da onda e a altura máxima (crista) ou mínima (vale) 
alcançada pela onda
• Crista: é o ponto mais alto de uma onda, ou seja, o ponto 
de máximo deslocamento da amplitude da onda a partir 
de sua posição de equilíbrio.
• Vale: é o ponto mais baixo de uma onda, ou seja, o ponto 
de mínimo deslocamento da amplitude da onda a partir 
de sua posição de equilíbrio.
• Período (T): é o tempo necessário para uma onda 
completar um ciclo completo, ou seja, para uma crista ou 
um vale se moverem uma vez completa em um ponto fixo 
no espaço.
• Frequência (f): é o número de ciclos que uma onda 
completa em um segundo. É medida em Hertz (Hz), sendo 
que 1 Hz é igual a um ciclo por segundo.
ƒ = 1
T
Comprimento de onda (λ): é a distância entre dois 
pontos consecutivos que estão em fase em uma onda. Em 
outras palavras, é a distância entre duas cristas ou dois 
vales consecutivos. No SI, a unidade de medida para o 
comprimento de onda e para a amplitude é o metro (m). 
No caso de o pulso ou a onda se propagar com veloci-
dade constante, vale a expressão do movimento uniforme, 
Δs = v · Δt. 
Utilizando as características da onda, pode-se reescre-
ver essa equação: 
ΔS = λ          Δt = T 
Substituindo:
ΔS = v ∙ Δt ä λ = v ∙ T ä λ = v ∙ 1
ƒ
Obtém-se, então, a seguinte equação fundamental 
da ondulatória:
v = λ∙f
Ela é válida para qualquer onda periódica (som, ondas 
na água, luz, etc.).
Aplicações práticas
1. (Uea 2023)
Sonorizadores, como o da imagem, são dispositivos utilizados 
para causar vibrações nos veículos que trafegam em rodovias, 
de forma a alertar os condutores de que há uma situação atípica 
à frente.
Um sonorizador, que foi construído em formato ondulado, pos-
sui uma distância de 20 cm entre duas saliências consecutivas, 
conforme ilustrado.
Se as rodas dianteiras de um veículo passarem, simultaneamen-
te, por esse sonorizador com velocidade de 72 km/h, a frequên-
cia das vibrações experimentada pelo condutor será de 
a) 400 Hz. 
b) 100 Hz. 
c) 200 Hz. 
d) 40 Hz. 
e) 10 Hz. 
Resposta:
Alternativa [B]
Com o comprimento de onda de 20 cm do sonorizador ondula-
do, a frequência experimentada pelo condutor será de:
v = λ∙f
72/3,6 = 0,2f
f = 100Hz
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Ondas eletromagnéticas 
Uma onda eletromagnética é composta por um campo elétrico e um campo magnético, ambos perpendiculares entre 
si e em relação à direção de propagação da onda. Uma carga elétrica em movimento pode gerar uma onda eletromag-
nética. No vácuo, a velocidade de propagação dessa onda é constante e igual a 3 · 108 m/s, denotada pela letra c. As 
ondas eletromagnéticas diferem entre si pela frequência e comprimento de onda, e incluem a luz, ondas de rádio e de TV, 
e raios-X. O conjunto de todas as ondas eletromagnéticas é conhecido como espectro eletromagnético.