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LOGO FQA Propagação de um sinal Energia e velocidade de propagação (modelo ondulatório) COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS.

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1 LOGO FQA Propagação de um sinal Energia e velocidade de propagação (modelo ondulatório) COMUNICAÇÃO DE INFORMAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS

2 2 Transmissão de sinais Sinal - é qualquer espécie de perturbação que seja utilizada para comunicar ou transmitir uma mensagem ou parte dela.

3 3 Transmissão de sinais

4 4 Tipos de sinais

5 5

6 6

7 7 Propagação de um sinal Os sinais podem originar ondas que se propagam no espaço e no tempo. A interpretação da propagação de um sinal por meio do modelo ondulatório tem algumas características:

8 8 Classificação das ondas COMUNICAÇÃO Curtas distâncias Ondas mecânicas Longas distâncias Ondas electromagnéticas

9 9 As ondas electromagnéticas não necessitam de meio material para se poderem fazer sentir.

10 10 Ondas mecânicas As ondas mecânicas necessitam de meio material (ex: sólido, líquido ou gasoso) para se poderem fazer sentir (não se propagam no vazio). Ondas do mar Ondas sísmicas Som

11 11 Ondas mecânicas e ondas electromagnéticas

12 12 Quanto ao modo de propagação: Nas ondas transversais a direcção de propagação de onda é perpendicular à direcção de vibração. Exemplos: ondas em cordas, ondas electromagnéticas. Ondas Transversais

13 13 Quanto ao modo de propagação: Nas ondas longitudinais a direcção de propagação de onda é a mesma que a da vibração. Exemplo: ondas sonoras. Ondas Longitudinais

14 14 Características das ondas Qualquer que seja a natureza das ondas, estas são caracterizadas por determinadas grandezas: T – período λ – comprimento de onda A – amplitude f – frequência v - velocidade

15 15 Período O período, T, é o intervalo de tempo decorrido entre dois pulsos consecutivos. É igual ao período de oscilação do emissor e, consequentemente, depende apenas deste. A unidade SI do período é o segundo (s).

16 16 Comprimento de onda O comprimento de onda, λ, é a distância que a onda avança ao fim de um período. É a menor distância que separa duas partículas do meio de propagação que estão na mesma fase de oscilação. Depende do meio de propagação. A unidade SI de comprimento de onda é o metro (m).

17 17 PROPAGAÇÃO POR ONDAS

18 18 Frequência (f) – Números de oscilações por unidade de tempo. Depende da frequência da fonte emissora. A unidade SI de frequência é o hertz (Hz) ou s -1. Comprimento de onda ( ) – Distância entre dois pontos consecutivos que se encontrem em fase de vibração (m); Período (T) – Tempo que leva a dar uma volta completa (s); ONDAS

19 19 Número de ondas ( ) – Número de ondas por unidade de comprimento (m -1 ); Amplitude (A) – Desvio máximo em relação à posição de equilíbrio. Depende da amplitude da fonte emissora. A unidade SI de amplitude é o metro (m). Velocidade de propagação (v) – Quociente da distância percorrida pelo intervalo de tempo (m/s). ONDAS

20 20 ALGUMAS RELAÇÕES 1 v = f = = T T ( m/s ) ( Hz ) ( m -1 ) ONDAS

21 21 Velocidade de propagação A velocidade de propagação da onda é então pode ser escrita como então Como a velocidade da onda é constante num dado meio, a frequência e o comprimento de onda são inversamente proporcionais.

22 22 Velocidade de propagação

23 23 Velocidade de propagação

24 24 Sinal harmónico e onda harmónica Um sinal harmónico está associado a uma perturbação do meio que provoca a oscilação livre das suas partículas em torno de uma posição de equilíbrio. As partículas adquirem movimento oscilatório harmónico simples. Mola em movimento harmónico simples

25 25 Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias, 2, 3, … n (sendo n um número inteiro) oscilam em concordância de fase.

26 26 Sinais harmónicos simples Pontos de onda separados por distâncias: /2, 3 /2, 5 /2, … (2n–1). /2 (sendo n um número inteiro) oscilam em oposição de fase.

27 27 Sinais harmónicos simples Os movimentos harmónicos simples podem ser descritos pela função: x = A.sinω.t x – elongação, em metros (afastamento, em cada instante, da fonte emissora em relação à posição de equilíbrio. A – amplitude de oscilação, em metros (depende da amplitude de oscilação da fonte que emite o sinal). ω – velocidade angular ou frequência angular de oscilação da fonte emissora, em rad.s -1 t – tempo, em segundos

28 28 Sinais harmónicos simples A frequência angular está relacionada com a frequência das oscilações por: ω = 2.π.f e com o período por ω = A amplitude de onda está relacionada com a intensidade do sinal emitido. Um sinal é tanto mais intenso quanto maior for a sua amplitude.

29 29 Sinais harmónicos simples Uma onda harmónica ou sinusoidal é a propagação, no espaço e no tempo, de um sinal harmónico ou sinusoidal. Uma onda harmónica ou sinusoidal, como qualquer onda periódica, apresenta: - periodicidade no tempo, o período, T; - periodicidade no espaço, o comprimento de onda, λ.

30 30 Sinais harmónicos simples A onda harmónica é caracterizada por: - Frequência, f – que é igual à frequência de oscilação da fonte emissora do sinal. - Amplitude, A – elongação máxima. - Período, T – igual ao período de oscilação da fonte emissora. - Comprimento de onda, λ – distância entre dois pontos consecutivos que se relaciona com o período através da velocidade de propagação. Como e como Δt = T e s = λ então


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