Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br ONDAS Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

É UMA PERTURBAÇÃO QUE SE PROPAGA EM UM MEIO QUALQUER. 1- CONCEITO É UMA PERTURBAÇÃO QUE SE PROPAGA EM UM MEIO QUALQUER. EX. SOM, LUZ, CALOR, ONDAS DO MAR Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Onda é propagação da energia sem transporte de matéria. Pode ser considerada uma perturbação que se propaga em um meio. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Observe o ponto vermelho da corda. Ele somente vibra, não se propaga Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 2- TIPOS DE ONDAS QUANTO À DIREÇÃO DE PROPAGAÇÃO Transversais: são ondas que vibram perpendicularmente a direção de propagação. Ex: Todas as ondas eletromagnéticas, ondas em cordas etc. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Longitudinais: são as ondas que vibram ao longo da direção de propagação. Ex: som nos fluidos, uma mola tracionada etc. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br ESTA ONDA É... ESTA ONDA É... Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 3- NATUREZA DAS ONDAS Eletromagnéticas: são ondas que se propagam através das vibrações de seus campos elétricos e magnéticos. Propagam-se no vácuo. Ex: ondas de radio AM e FM, ondas TV, microondas (celular), infravermelho (calor), luz, UV, raio X e raio γ etc. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Mecânicas: são ondas que se propagam através das vibrações das moléculas de um meio material. Ex: som, água, corda etc. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 4- ESTUDO MATEMÁTICO DAS ONDAS λ Comprimento de onda (λ): é distância entre duas cristas ou dois vales. Ou também a distância em que a onda se repete. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Exemplo (TIPO ENEM) Duas ondas sonoras, I e II, propagam-se no ar. O comprimento de onda da onda I é maior do que o da onda II. Então, a onda I tem, em relação à onda II: X maior período e menor freqüência mesmo período e mesma freqüência menor período e maior freqüência menor período e menor freqüência maior período e maior freqüência Solução: Se as ondas propagam-se no ar possuem a mesma velocidade. Como v=f.λ quanto maior o comprimento de onda menor a freqüência  A onda I tem menor f Como f=1/ T quanto menor a freqüência maior o período  A onda I tem maior T Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 5- LUZ E SOM Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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6- PROPRIEDADES FISIOLÓGICAS DO SOM * Altura ou tom Qualidade fisiológica do som ligado exclusivamente à freqüência do som Corresponde a notas musicais Som grave ou baixo (baixa freqüência) Maior comprimento de onda Som agudo ou alto (alta freqüência) Menor comprimento de onda Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br * Intensidade É comumente chamado de volume do som Está relacionado com a energia e a amplitude. Som forte é um som muito intenso, de grande amplitude, como o produzido por um grito O som fraco é um som pouco intenso, de pequena amplitude, como o produzido por um sussurro Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br NÃO ESQUEÇA! Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br * Timbre Sons de mesma altura e intensidade emitidos por fontes diferentes são distinguidos pelo timbre O timbre está relacionado com o formato da onda. Resulta de combinação de harmônicas Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Exemplo (TIPO ENEM) Associe cada qualidade fisiológica do som à correspondente propriedade física. I- comprimento de onda II- amplitude III- número de harmônicos que compõem a onda IV- freqüência A seqüência correta é: ( ) altura ( ) intensidade ( ) timbre I – II – III II – I – IV IV – III – II IV – II – III I – III – II Solução: Altura  Freqüência Intensidade  Amplitude Timbre  Formato das ondas que resultam da combinação de harmônicos X Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 7- EFEITO DOPPLER O efeito Doppler, para ondas (SONORAS OU LUMINOSAS), constitui o fenômeno pelo qual um observador percebe uma frequência diferente daquela emitida por uma fonte, devido ao movimento relativo entre eles (observador e fonte). É o que acontece quando uma ambulância, com sua sirene ligada, passa por um observador (parado ou não). Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br − Observador Fonte + Aproximação: freqüência observada maior Vê-se mais violeta Ouve-se mais agudo Afastamento: freqüência observada menor Vê-se mais vermelho Ouve-se mais grave Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 8- RESSONÂNCIA Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 9- CORDAS SONORAS Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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10- FENÔMENOS ONDULATÓRIOS 10.1 - Reflexão É o fenômeno em que uma onda propaga-se por um meio e ao encontrar um obstáculo retorna ao mesmo meio Não é alterada: freqüência(f), período(T), comprimento de onda (λ), velocidade(v) Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br O pulso pode alterar conforme o caso: Extremidade fixa com inversão de fase Extremidade livre sem inversão de fase. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Extremidade fixa: com inversão de fase Extremidade livre sem inversão de fase Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 10.2 - Refração É o fenômeno no qual uma onda muda sua velocidade, ao trocar de meio Não se alteram: freqüência(f), período(T) e pulso Alteram-se: velocidade(v) e comprimento de onda(λ) Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

REFRAÇÃO – DO MEIO MENOS PARA O MEIO MAIS DENSO Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

REFRAÇÃO – DO MEIO MAIS PARA O MEIO MENOS DENSO Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 10.3 - Difração É o fenômeno que caracteriza a onda por sua capacidade de contornar obstáculos desviando de sua trajetória reta. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 10.4 - Interferência É o fenômeno em que dois ou mais pulsos se superpõe dando origem, a uma nova configuração de onda, de amplitude diferente. Interferência construtiva A = A1 + A2 Interferência destrutiva A = A1 – A2 Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Sobreposição de ondas de mesma frequência. Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Construtiva - Máximos Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Destrutiva - Mínimos Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br 10.5 - Polarização É o fenômeno no qual uma onda incide sobre um polarizador e passa a vibrar na direção deste polarizador Somente podem ser polarizadas ondas transversais, como a luz Ondas longitudinais como o som não podem ser polarizadas Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

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Fenômenos ondulatórios Batimento É a superposição de ondas de freqüências próximas Freqüência resultante A B Freqüência de batimento Onda resultante do batimento (A+B) Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

BATIMENTO Sobreposição de ondas com frequências próximas Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Fenômenos ondulatórios ONDAS ESTACIONARIAS É o fenômeno de um trem de ondas que incidem sobre um obstáculo e apresentam interferência das ondas incidentes com as ondas refletidas λ A distância entre dois nós consecutivos é λ/2 Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br

Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br Exemplo (PEIES 99) Analise as seguintes afirmações: I- O efeito Doppler é a alteração de freqüência percebida por um observador, devido ao movimento relativo entre a fonte e o observador. II- Difração é o fenômeno no qual uma onda muda de velocidade e direção, ao passar de um meio para outro. III- Na ressonância, a freqüência de uma fonte excitadora sobre o sistema é igual à freqüência natural de oscilação do sistema, o qual absorve o máximo de energia. Está(ão) correta(s): Solução: I   II   III   apenas I apenas II apenas I e III apenas II e III I, II e III X Prof Ivã Pedro www.fisicadivertida.com.br