Relatório de Física Sobre Ondas

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Em física, uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço. A oscilação é determinada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.
  
Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se produz através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso. Nada impede que uma onda magnética se propague no vácuo ou através da matéria, porém aas partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio mas não se deslocam.
Figura 1 
As ondas podem ser classificadas como um movimento harmónico simples.
   Podemos então dividir as ondas em dois tipos:
Ondas mecânicas 
Ondas eletromagnéticas
Dentro das ondas mecânicas, encontra-se as :
Ondas longitudinais - são aquelas em que a vibração acontece na mesma direção do movimento; um exemplo são as ondas sonoras. Na figura ao lado podes observar que a vibração provocada pela mão, tem a mesma direção da onda (São ambas horizontais).
Ondas transversais - são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda; exemplos incluem ondas numa corda e ondas eletromagnéticas. Na figura ao lado, observas um exemplo onde a vibração provocada é na direção vertical (para cima e para baixo) e a corda desloca-se na horizontal (da esquerda para a direita).
Figura 2 - As ondas podem ser classificadas em ondas transversais e longitudinais.
As ondas mecânicas são comandadas pelas Leis de Newton e podem ser classificadas, segundo sua propagação. Podem ser classificadas de três formas: segundo à natureza, à direção de oscilação e vibração e ao tipo de energia transportada.Segundo Westphall, elas podem ser caracteziaradas pelo, comprimento, pela sua frequencia, amplitude, período e a sua velicidade de propagação. O comprimento de onda (l) representa a distância que separa dois pontos seguidos que se encontram na mesma posição de vibração. Na figura abaixo apresentam-se dois exemplos: a distância que vai de uma crista (ponto mais alto) à outra e a distância que vai de um ventre (a posição mais baixa) ao outro. A amplitude (A) representa o máximo afastamento, durante a oscilação, em relação à posição de equilíbrio. Na figura ao lado, a posição de equilíbrio está representada pela linha tracejada.
 
A frequência (f) de uma onda representa o número de oscilações ocasioadas pela fonte que produz a onda, em cada segundo. Na figura abaixo podem ser observados dois exemplos. Na onda em cima, são realizados três ciclos (a onda repete-se três vezes) durante um segundo. Assim sendo, a frequência é de 3 Hz (Hertz). No caso a seguir, a frequência apresenta um valor de 10 Hz, pois durante um segundo, existem dez iguais.
O período (T) representa o intervalo de tempo correspondente a uma oscilação completa da fonte que produz a onda. Na figura apresentada abaixo, corresponde a um ciclo completo. Na onda em cima, o tempo que leva a completar um ciclo é de 1/3s , pois completam-se 3 ciclos em cada segundo. O período pode assim calcular-se a partir da frequência.
Figura 4 - Ondas - Frequência de uma onda.
A velocidade de propagação de uma onda é a rapidez com que a onda se propaga em determinado meio. Depende da distância percorrida pela onda e também do intervalo de tempo gasto para percorrer essa distância.
   Para calcular a velocidade de propagação de uma onda, pode utilizar-se a expressão seguinte:
Sendo:
c = velocidade de propagação (m/s)
l= comprimento de onda (m)
u = frequência (Hz)
A onda longitudinal move-se na mesma direção de oscilação dos corpos que estejam em seu caminho.
Um exemplo deste tipo de onda, seria imaginar uma pessoa falando ou um auto-falante emitindo um determinado som. O som da voz da pessoa se propaga no espaço em todas as direções (as ondas sonoras, também podem ser consideradas como onda tridimensional), afastando-se da fonte. O som, transmitindo-se no ar, produz compressões e rarefações. De acordo com Westphall, a sequência sonora emitida pela pessoa pode ter camadas de ar mais comprimidas ou menos comprimidas, conforme está representado na figura como regiões claras e regiões escuras. A distância entre uma região clara e outra escura representa meio comprimento de onda (λ/2).
Nas zonas de compressão, as partículas materiais se movem na direção de propagação. Nas zonas de rarefação, se movem em direções opostas.
Outro exemplo é mover uma mola helicoidal:
Em alguns casos, uma onda pode se deslocas das duas formas: longitudinal e transversalmente, ao mesmo tempo. A distância entre os centro de duas compressões sucessivas é o comprimento de onda da onda (l). A propagação do som é análoga a propagação dessa onda da mola. 
WESTPHALL, W. Tratado de Física. ADAPTADO A LA ENSEÑANZA EN UNIVERSIDADES Y ESCUELAS TÉCNICAS SUPERIORES. Ed. Labor. Barcelona, 1956 Disponível em: http://www.infoescola.com/fisica/ondas-longitudinais/ Acessado em 15/03/2014 às 16:58 
Disponível em: http://www.ucg.br/ucg/prograd/graduacao/ArquivosUpload/43/file/Caderno%20de%20LAB%20-%20F%C3%ADsica%20II/AULA%2006_Ondas%20Longitudinais%20na%20mola.pdf Acessado 16/03/2014 às 00:20 
Disponível em: http://www.explicatorium.com/CFQ8/Som_As_ondas.php
Acessado em: 16/03/2014 às 16/03/2014