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Ondas – Parte 1
Física
1o bimestre – Aula 1
Ensino Médio
3a
SÉRIE
2024_EM_B1_V1
Ondas.
Definir o conceito de onda.
Diferenciar ondas mecânicas de ondas eletromagnéticas. 
Compreender as características de ondas longitudinais e transversais. 
Conteúdo
Objetivos
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(EM13CNT105) Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida.
Recentemente a mídia divulgou o terremoto que ocorreu nas Filipinas com magnitude de 7,6 na escala Richter. Terremotos e outros distúrbios geológicos às vezes resultam na formação de ondas sísmicas. 
O que são ondas sísmicas? Quão comum são essas ondas? Que tipo de onda você acha que é uma onda sísmica?
Vire e converse
Está na mídia
EPICENTRO
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Para começar
Ondas
Representação de um pulso em uma corda
Observe a imagem abaixo. Ao produzir uma perturbação em um meio
(por exemplo, uma corda), um pulso se movimenta ao longo desse meio. Dessa forma, uma onda é uma perturbação que se propaga pelo espaço, desde o ponto no qual é produzida, transportando energia e momento linear (quantidade de movimento), mas não transportando matéria.
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Foco no conteúdo
Natureza das ondas
Onda mecânica 
Uma onda mecânica não pode se propagar na ausência de um meio material, ou seja, uma onda mecânica não se propaga no vácuo, pois não há meio material. A propagação de uma onda mecânica através de um meio material elástico envolve o transporte de energia. Uma onda sonora se propagando no ar é um exemplo de onda mecânica.
Ondas em uma corda e ondas na água
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Foco no conteúdo
As ondas eletromagnéticas são formadas pela variação de dois campos, um elétrico e outro magnético. Essa onda pode se propagar no vácuo e atravessar certos meios materiais. A luz, por exemplo, além de se propagar no vácuo, pode se propagar através de meios transparentes, como o vidro.
Todas as ondas eletromagnéticas têm em comum sua velocidade de propagação no vácuo: 299.792.458 m/s.
Natureza das ondas
Representação de uma onda eletromagnética
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Foco no conteúdo
Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas, como as ondas de rádio, micro-ondas, raios X, radiação infravermelha etc., são todas de mesma natureza, diferindo entre si apenas pela frequência. O conjunto de todas as ondas eletromagnéticas está representado no espectro eletromagnético.
O espectro eletromagnético
Espectro eletromagnético
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Foco no conteúdo
As ondas mecânicas podem ser classificadas como longitudinais quando sua direção de propagação coincide com a direção de vibração do meio.
Ondas longitudinais
Considere como exemplo uma mola mantida na horizontal. Num dado instante, uma compressão é realizada e, em seguida, a mola é solta. Essa perturbação vai se propagar através da mola em direção ao extremo oposto. 
Exemplo de onda longitudinal em uma mola
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Foco no conteúdo
Uma onda sonora viajando pelo ar é um exemplo clássico de onda longitudinal. À medida que uma onda sonora se move de um alto-falante, por exemplo, até o ouvido de um ouvinte, partículas de ar vibram para a frente e para trás na mesma direção e na direção oposta do transporte de energia. 
Ondas longitudinais
Na imagem, temos um diapasão, que é um instrumento sonoro fabricado para vibrar em uma única frequência, que serve para afinar um instrumento musical.
Diapasão
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Foco no conteúdo
São ondas em que as vibrações ocorrem perpendicularmente à direção de propagação.
A perturbação produzida na corda se propaga na horizontal, enquanto os pontos da corda vibram na vertical (movimento de sobe e desce).
Ondas transversais
Exemplo de onda transversal em uma corda
Direção de oscilação da onda
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Foco no conteúdo
Exercício de aplicação
(UFMG) As ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mecânicas, não precisam de um meio material para se propagar. Considere as seguintes ondas: som, ultrassom, ondas de rádio, micro-ondas e luz.
Sobre essas ondas, é correto afirmar que:
luz e micro-ondas são ondas eletromagnéticas e as outras são ondas mecânicas.
luz é uma onda eletromagnética e as outras ondas são ondas mecânicas.
som é onda mecânica e as outras são ondas eletromagnéticas.
som e ultrassom são ondas mecânicas e as outras são ondas eletromagnéticas.
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Na prática
Correção
Exercício de aplicação
(UFMG) As ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mecânicas, não precisam de um meio material para se propagar. Considere as seguintes ondas: som, ultrassom, ondas de rádio, micro-ondas e luz.
Sobre essas ondas, é correto afirmar que:
luz e micro-ondas são ondas eletromagnéticas e as outras são ondas mecânicas.
luz é uma onda eletromagnética e as outras ondas são ondas mecânicas.
som é onda mecânica e as outras são ondas eletromagnéticas.
som e ultrassom são ondas mecânicas e as outras são ondas eletromagnéticas.
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Na prática
Exercício de aplicação – Resolução
Som: é uma onda mecânica, pois requer um meio material (como ar, água, metal) para se propagar. O som é uma vibração das partículas do meio.
Ultrassom: assim como o som, o ultrassom é uma onda mecânica, pois depende de um meio material para se propagar. É uma forma de onda sonora com frequências acima do alcance da audição humana.
O ultrassom é uma onda mecânica, longitudinal e tridimensional que possui frequência superior ao limite máximo percebido pelo ouvido humano. O ouvido humano tem capacidade de perceber sons com frequências de até 20.000 Hz.
Correção
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Na prática
Ondas de rádio, micro-ondas e luz: são todas ondas eletromagnéticas. Diferentemente das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas podem se propagar no vácuo, não exigindo um meio material. Portanto, luz e micro-ondas são exemplos de ondas eletromagnéticas. Ondas de rádio também se enquadram nessa categoria.
Correção
Exercício de aplicação – Resolução
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Na prática
Retorne aos questionamentos iniciais sobre as ondas sísmicas. Utilize o aprendizado adquirido nesta aula para elaborar uma resposta mais completa e aprofundada. 
Ondas sísmicas
Todo mundo escreve
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Aplicando
Um tipo especial de onda mecânica são as ondas sísmicas produzidas por terremotos. 
As ondas geradas por um terremoto são ondas mecânicas. Basicamente, são deformações elásticas que se propagam pelo interior da Terra, transportando energia. Não há, porém, um deslocamento efetivo do meio que é atravessado pela onda, ou seja, não há transporte de massa. Durante a passagem de uma onda, cada partícula do meio efetua um movimento oscilatório em torno da sua posição de equilíbrio. 
Ondas sísmicas
Correção
Continua...
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Aplicando
Dependendo da direção de vibração ou perturbação, podemos classificar as ondas sísmicas (mecânicas) em transversais ou longitudinais. Nas ondas transversais, as perturbações ocorrem na direção perpendicular à direção de propagação da onda, tal como ocorre em uma corda esticada. Por outro lado, nas ondas longitudinais, a perturbação ocorre na mesma direção de propagação da onda. As ondas sísmicas de um terremoto podem ser tanto transversais (ondas secundarias) quanto longitudinais (ondas primárias).
Ondas sísmicas
Correção
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Aplicando
 
Diversos centros de sismologias apresentam dados diariamente sobre abalos sísmicos, como é o caso da Rede Sismográfica Brasileira. Os dados estão disponíveis em: http://rsbr.on.br/. Acesso em: 6 dez. 2023.
Ondas sísmicas
Correção
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Aplicando
Compreendemos que as ondas podem se classificar quanto à forma: longitudinal ou transversal; e quanto à natureza: mecânica ou eletromagnética;
Compreendemos que as ondas mecânicas precisam de um meio material para se propagar e as ondas eletromagnéticas podem se propagar tanto no vácuo quanto no meio material.
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O que aprendemos hoje?
BARRETO, Benigno; XAVIER,Claudio. Física aula por aula. Mecânica: 1o ano. 2. ed. São Paulo: FTD, 2016. 
CARLOS, A.; SANTOS, F.; AGUIAR, C. E. Ondas e terremotos. Ufrj.br, [s.d.]. Recuperado 6 de dezembro de 2023, de https://www.if.ufrj.br/~carlos/artigos/SciAm2012_ondas_terremotos.pdf.
LEMOV, Doug. Aula nota 10: 49 técnicas para ser um professor campeão de audiência. Tradução de Leda Beck; consultoria e revisão técnica de Guiomar N. de Mello e Paula Louzano. São Paulo : Da Prosa: Fund. Lemann, 2011.
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Referências
Lista de imagens
Slide 3 – Fonte: U.S. Geological Survey (adaptado)
Slide 4 – https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Avance_de_un_pulso.gif
Slide 5 – https://www.todoestudo.com.br/fisica/ondas-mecanicas
Slide 6 – https://www.preparaenem.com/fisica/as-ondas-eletromagneticas.htm
Slide 7 – https://br.freepik.com/vetores-premium/diagrama-do-espectro-eletromagnetico-da-ciencia_2589131.htm
Slide 8 – https://br.freepik.com/vetores-premium/diagrama-do-espectro-eletromagnetico-da-ciencia_2589131.htm
Slide 9 – https://www.physicsclassroom.com/class/sound/tfl.gif
Slide 10 – Elaborada para o material Currículo em Ação – Material Digital.
Slide 11 – https://www.facebook.com/gifsdefisica/videos/da-s%C3%A9rie-ondulat%C3%B3ria-oscila%C3%A7%C3%B5es-e-ondas-ondas-mec%C3%A2nicas-movimento-harm%C3%B4nico-simp/578440219268136/
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Referências
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