Ondas-conceitos iniciais

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FISICA II
Rafael Rocha da Silva
Ondas I
Ondas Conceitos Preliminares
O que é um pulso de onda?
perturbação que se propaga através de um meio material ou não. Uma onda pode ser mecânica se ela se propaga em um meio material.
Um pulso de onda é uma 
As ondas possuem uma propriedade muito conhecida: elas são capazes de transportar energia sem transportar matéria.
Em outras palavras, em sua propagação, as ondas transportam energia sem carregar os objetos por onde passam.
Veja a animação abaixo, que descreve o meio por uma série de partículas ligadas por molas. As molas fazem o papel da energia de interação entre as partículas.
Tipos de Onda
MECÂNICAS : meio material
Som
Ondas de Terremotos
Ondas nas cordas
ELETROMAGNÉTICAS : vácuo
Luz 
Ondas de rádio
Raios X
DE MATÉRIA : probabilidade
Elétrons
Prótons
Neutrons
ONDAS MECÂNICAS
Corda vibrando
Superfície da água
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS 
Campo eletromagnético oscilante
Difração de laser em fenda circular
ONDAS DE MATÉRIA
Louis De Broglie 
1924
Difração de elétrons
02 ::: Probabilidade de que uma párticula
 seja detectada num dado ponto
	As ondas periódicas são caracterizadas por uma frequência, um comprimento de onda, e pela sua velocidade. A frequência da onda,  f, é a frequência de oscilação dos átomos ou moléculas individuais. O período, T = 1 / f,  é o tempo que leva para um átomo ou molécula particular passar por um ciclo completo de movimento. O comprimento de onda é a distância, entre dois átomos, que oscilam em fase, ao longo da direção de propagação
 
CRISTA
Vale 
Nó
Se o deslocamento dos átomos ou moléculas for perpendicular à direção em que a onda está viajando, a onda é chamada de onda transversal. 
	Se o deslocamento for paralelo à direção do movimento da onda, ela é chamada de onda longitudinal ou de compressão. 
 O que você entende por ondas sonoras?
	 As ondas sonoras são produzidas por deformações provocadas pela diferença de pressão em um meio elástico qualquer (ar, metais, isolantes, etc.), precisando deste meio para se propagar. Desta forma, percebemos que o som é uma onda mecânica, não se propagando no vácuo. 
 
Quando as variações de pressão chegam aos nossos ouvidos, os tímpanos são induzidos a vibrar e nos causam a sensação fisiológica do som. 
	Um ouvido normal consegue ouvir uma faixa de frequências que varia aproximadamente entre 20 e 20000 Hz, sendo que as ondas que apresentam frequências inferiores a 20 Hz são denominadas infra-sônicas ao passo que os sons superiores a 20000 Hz são chamadas de ultra-sônicas. 
 
20 Hz
20.000 Hz
Infra-som
Ultra-som
Audível para o homem
INTENSIDADE (VOLUME): Diferencia sons fortes de sons fracos.
Está relacionado a Amplitude da onda
Fraco
Forte
Frequência: Os sons graves possuem frequências menores que os sons agudos. Por isso, a mulher fala com maior frequência.
Esta relacionado com a forma da onda.
o timbre diferencia as fontes sonoras em mesma altura e intensidade, como os sons de um piano e de um sax tocando uma mesma nota.
	Na física e nas aplicações práticas da acústica, costuma-se medir a intensidade do som em uma unidade denominada 1 bel. Provavelmente você já ouviu falar no submúltiplo dessa unidade, 1 decibel = 1dB = 0,1 bel, usado mais freqüentemente.
Mas, qual a velocidade de qualquer onda?
A primeira consideração a se fazer é a de entender o que é frequência de uma onda, o que é comprimento de onda, e qual é o significado físico de velocidade de onda. Imagine uma onda com um formato senoidal se propagando numa direção qualquer. 
 Assim, a velocidade é dada por
 Como funciona o sonar?
Sonar é a sigla de Sound Navigation And Ranging, ou navegação e mapeamento pelo som. 
O princípio básico de funcionamento do sonar é a emissão de ultra-sons (ondas mecânicas de alta frequência) por um aparelho colocado nos navios, acoplado a um receptor de som. O som emitido propaga-se na água, reflete-se no fundo dos oceanos ou nos objetos (peixes), retorna e é capitado pelo receptor, que registra a variação de tempo entre a emissão e a recepção do som.
 Explique o que é Ecolocalização ?
A ecolocalização, também chamada de “biosonar”, é uma capacidade natural, encontrada em morcegos e golfinhos .
DIFRAÇÃO - Propriedade da onda contornar obstáculos
Condição: abertura ~ comprimento de onda
EFEITO DOPPLER
Quando uma fonte se aproxima ou se afasta de um observador a frequência recebida não será igual a frequência real da fonte.
Observador(VO)
+
-
Fonte(VF)
+
-
Quando uma pessoa se aproxima de uma fonte sonora fixa, a frequência do som do ouvido é maior do que aquela de quando a pessoa se afasta da fonte. O mesmo resultado seria obtido se a fonte se aproximasse ou se afastasse de uma pessoa parada.
Superposição e Interferência
Ressonância
 Como é produzida a fala humana ?
	A voz emitida pelo ser humano tem sua origem nas vibrações de duas membranas, denominadas cordas vocais. 
As cordas vocais entram em vibração quando o ar, proveniente dos pulmões, é forçado a passar pela fenda existente entre elas. Podemos controlar a frequência do som que emitimos. o fenômeno é amplificado por ressonância. 
Cordas vocais vista de cima: em A em repouso e em B em atividade.
 Como funciona o ouvido humano ?
	O ouvido consiste em 3 partes básicas - o ouvido externo, o ouvido médio, e o ouvido interno. 
Em um processo que ainda não é compreendido inteiramente, o cérebro é capaz de interpretar as qualidades do som pela reação dos impulsos nervosos. 
REFERÊNCIAS
[1] Sears, F. W.; Zemansky e Young – "Física", vol. 2. Livros Técnicos e Científicos – LTC, 1993. 
[2] Tipler, P. Física. LTC. 2O.Edição, Vol.1, 2000.
[3] Hallyday, D., Resnick, R. Walker, J.; Fundamentos de Física. Vol. 2, LTC, 1993. 
[4] Chaves, A. S. Sistemas Complexos e Outras Fronteiras. Reichmann & Affonso Editores, 2001.
[5] Nussenzveig, H. M. Curso de Física Básica, Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. Vol.2, Ed. Edgard Blücher LTDA, 1997.
[6] Disponível http://portal.ifi.unicamp.br/br/f-228-fisica-geral-ii?start=3 Acessado em 04 de outubro de 2011 às 09h38min.
[7] Material preparado por C. A. Bertulani para o projeto de Ensino de Física a Distância. Disponível http://www.imagick.org.br/pagmag/themas2/Ondas/movimento%20ondulat%C3%B3rio.htm Acessado em 05 de novembro de 2012 às 10h44min.