Unidade 07 Ondulatória parte1 - Fundamentos da Física (Unitalo)

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FÍSICA 
 
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UNIDADE 07 
Nesta Unidade vamos estudar sobre a área Ondulatória. 
7. ONDULATÓRIA 
Ondulatória é a área da física que estuda todos os tipos de ondas, sejam 
elas eletromagnéticas, como a luz, ou mecânicas a exemplo das oscilações que 
ocorrem na superfície das águas, que é o caso das ondas marítimas. 
 
 Na ondulatória, as ondas são o resultado de várias perturbações que 
oscilam, chamadas de pulso, que se propagam em um determinado espaço. 
Elas são formadas através de um estímulo, chamado de fonte, que serão 
responsáveis pela origem das ondas. 
Ondas 
Uma onda é um movimento causado por uma perturbação, e esta, se 
propaga através de um meio. 
Um exemplo de onda é tido quando se joga uma pedra em um lago de 
águas calmas, onde o impacto causará uma perturbação na água, fazendo com 
que ondas circulares se propagem pela superfície da água. 
 
Também existem ondas que não podemos observar a olho nu, como, por 
exemplo, ondas de rádio, ondas de televisão, ondas ultravioleta e micro-ondas. 
Além destas, existem alguns tipos de ondas que conhecemos bem, mas 
que não identificamos normalmente, como a luz e o som. 
Mas o que elas têm em comum é que todas são energias propagadas 
através de um meio, e este meio não acompanha a propagação. 
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Classificação das ondas 
Conforme sua natureza as ondas são classificadas em: 
• Ondas Mecânicas: são ondas que necessitam de um meio material para 
se propagar, ou seja, sua propagação envolve o transporte de energia 
cinética e potencial e depende da elasticidade do meio. Por isto, não é 
capaz de propagar-se no vácuo. Alguns exemplos são os que acontecem 
em molas e cordas, sons e em superfícies de líquidos. 
 
• Ondas Eletromagnéticas: são ondas geradas por cargas elétricas 
oscilantes e sua propagação não depende do meio em que se encontram, 
podendo propagar-se no vácuo e em determinados meios materiais. 
Alguns exemplos são as ondas de rádio, de radar, os raios x e as micro-
ondas. 
Por que as ondas do mar quebram? 
Sabendo que as ondas em geral têm como característica fundamental 
propagar energia sem que haja movimentação no meio, como explica-
se o fenômeno de quebra das ondas do mar, causando movimentação 
de água, próximo à costa? 
Em águas profundas as ondas do mar não transportam matéria, mas 
ao aproximar-se da costa, há uma brusca diminuição da profundidade 
onde se encontram, provocando a quebra destas ondas e causando 
uma movimentação de toda a massa de água e a formação de 
correntezas. 
Após serem quebradas, as ondas do mar deixam de comportar-se 
como ondas. 
Quanto a direção de propagação as ondas são classificadas como: 
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• Unidimensionais: que se propagam em apenas uma direção, como as 
ondas em cordas e molas esticadas; 
 
 Violão de cordas de aço 
 
• Bidimensionais: são aquelas que se propagam por uma superfície, 
como as águas em um lago quando se joga uma pedra; 
 Menino jogando pedra no lago 
 
• Tridimensionais: são capazes de se propagar em todas as dimensões, 
como a luz e o som. 
 Autofalante 
 
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Quanto à direção da vibração as ondas podem ser classificadas 
como: 
• Transversais: são as que são causadas por vibrações perpendiculares 
à propagação da onda, como, por exemplo, em uma corda: 
 
 
 
• Longitudinais: são ondas causadas por vibrações com mesma direção 
da propagação, como as ondas sonoras. 
Componentes de uma onda 
Uma onda é formada por alguns componentes básicos que são: 
 
Sendo A à amplitude da onda. 
 
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É denominado comprimento da onda, e expresso pela letra grega 
lambida (λ), a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos. 
Chamamos período da onda (T) o tempo decorrido até que duas cristas 
ou dois vales consecutivos passem por um ponto e frequência da onda (f) o 
número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto, em 
uma determinada unidade de tempo. 
Portanto, o período e a frequência são relacionados por: 
 
A unidade internacionalmente utilizada para a frequência é Hertz (Hz) 
sendo que 1Hz equivale à passagem de uma crista ou de um vale em 1 segundo. 
Para o estudo de ondas bidimensionais e tridimensionais são necessários os 
conceitos de: 
• frente de onda: é a fronteira da região ainda não atingida pela onda 
com a região já atingida; 
 
• raio de onda: é possível definir como o raio de onda a linha que parte 
da fonte e é perpendicular às frentes de onda, indicando a direção e o 
sentido de propagação. 
 
 
 
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Reflexão de ondas 
É o fenômeno que ocorre quando uma onda incide sobre um obstáculo e 
retorna ao meio de propagação, mantendo as características da onda incidente. 
Independente do tipo de onda, o módulo da sua velocidade permanece 
inalterado após a reflexão, já que ela continua propagando-se no mesmo meio. 
 
Refração de ondas 
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 podem se modificar. 
Através da refração é possível explicar inúmeros efeitos, como o arco-íris, 
a cor do céu no pôr-do-sol e a construção de aparelhos astronômicos. 
 Arco-íris 
A refração de ondas obedece duas leis que são: 
• 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: