Ciências da Natureza e suas Tecnologias - FÍSICA Ensino Médio, 2ª Série Ondulatória: comprimento, frequência, amplitude e período de uma onda

Física , 2º Ano ONDULATÓRIA A onda é somente energia, pois ela só faz a transferência de energia cinética da fonte para o meio. Imagem: Rainer Zenz / GNU Free Documentation License. A definição de onda é qualquer perturbação (pulso) que se propaga em um meio. Ex: uma pedra jogada em uma piscina (a fonte), provocará ondas na água, pois houve uma perturbação (1).

Física , 2º Ano ONDULATÓRIA Vamos supor que uma pessoa segure uma das extremidades de uma corda e que essa pessoa passe a fazer movimentos para cima e para baixo com a sua mão.(2)  Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física , 2º Ano ONDULATÓRIA Os movimentos da mão da pessoa irão provocar uma sucessão de ondas senoidais que passarão pela corda com velocidade de intensidade V, conforme a ilustração abaixo: (3) Direção de propagação Direção de vibração v Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física , 2º Ano EQUAÇÃO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA A velocidade de uma onda pode, portanto, ser calculada com a seguinte fórmula: (3) λ = comprimento de uma onda sonora ou onda electromagnética T = período da onda v = velocidade da onda ΔS = distância percorrida Δt = intervalo de tempo

Física , 2º Ano PERÍODO DE UMA ONDA PERÍODO (T) O intervalo de tempo que é necessário para que um ponto vibrante percorrer um ciclo completo. (3) PERIÓDO ALTERNAÇÃO POSITIVA AMPLITUDE NEGATIVA EIXO TEMPO UM SEGUNDO

Física , 2º Ano FREQUÊNCIA DE UMA ONDA FREQUÊNCIA (f) O número de ciclos feitos por um ponto vibrante na unidade de tempo. (3) 1 2 3

Física , 2º Ano ONDAS PERIÓDICAS Comprimento de Onda grande Amplitude A1 A2 A3 Frequência baixa alta V1 V2 λ2 λ1 λ1 > λ2 , V1<v2 A1>A2

Física , 2º Ano EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO F=1/T F(Hz)- Frequência em Hertz T(s)- Tempo em segundo Uma revolução ou execução por segundo corresponde assim a 1 Hertz.

Física , 2º Ano AMPLITUDE DAS ONDAS AMPLITUDE (A) É a distância de uma crista ou um vale ao nível de equilíbrio.  Amplitude Y X

Física , 2º Ano INTENSIDADE DO SOM SOM FORTE SOM FRACO Está relacionada com a amplitude da onda sonora. Quanto maior a amplitude da onda sonora, maior a intensidade do som.

Física , 2º Ano ALTA E BAIXA FREQUÊNCIA Frequência baixa – som grave Frequência alta – som agudo O som alto ou agudo corresponde a uma maior frequência ao contrário de som baixo ou grave.(4)

Física , 2º Ano COMPRIMENTO DE ONDA (λ) Comprimento da onda Na onda, é a distância que a perturbação percorre durante um período. A A

Física , 2º Ano EQUAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA O comprimento de onda eletromagnética é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. C = Velocidade da luz f = Frequência λ = Comprimento de onda (5) λ = c/f

Física , 2º Ano GRANDEZAS DAS ONDAS λ = comprimento de onda, de onda sonora ou onda eletromagnética; c = velocidade da luz no vácuo = 299.792,458 km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s v = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C (68 °F); f = frequência da onda 1/s = Hz. Ouve-se de 20 a 20.000 Hz (5).

Física , 2ª Ano ELEMENTOS DAS ONDAS Elementos de uma Onda λ crista crista λ vale vale

Física , 2º Ano ELEMENTOS DAS ONDAS Construtiva: Crista+Crista ou Vale+Vale → AR= A1+ A2 Destrutiva: Crista+Vale → AR= A1 – A2 = + Em fase Interferência Construtiva Interferência Desconstrutiva = + Oposição de fase

Física , 2º Ano VELOCIDADES SUPERSÔNICAS Quando os objetos se deslocam a velocidades superiores à velocidade do som. Imagem: Arpingstone / Public domain.

Física , 2º Ano ESPECTRO DE FREQUENCIA SONORA ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA 10 20 100 1000 10000 100000 106 107 Infrassons sentidos como vibrações, por exemplo, nos terremotos Frequência (Hz) 20000 Faixa de audição humana Frequência típica do sonar Limite de audição superior de Morcegos e golfinhos Ultrassons Frequência típica De ultrassons Para fins médicos

Física , 2º Ano CÁLCULO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA CÁLCULO DA VELOCIDADE E COMPRIMENTO DE ONDA

Física , 2º Ano CURIOSIDADES Depois que a onda é emitida, seu período e sua frequência não mudam mais. A velocidade de uma onda só depende do meio onde ela está se propagando. A luz é mais rápida em meios menos densos, já o som propaga-se mais rapidamente em meios mais densos. (6)

Física , 2º Ano ONDAS ELETROMAGNÉTICAS Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de pele. Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar doenças. Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes. Raios infravermelhos: são emitidos por corpos aquecidos e usados para secar pinturas. Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio e televisão. (7)

Física , 2º Ano EXEMPLO Uma onda periódica se propaga com frequência de 20 Hz em um certo meio. Um seguimento dessa onda aparece na figura. Determine sua velocidade de propagação 9cm

Física , 2º Ano EXEMPLO 2 Exemplo 2: De uma torneira caem gotas idênticas à razão de 3 a cada segundo, exatamente no centro da superfície livre da água. Os círculos da figura representam cristas, originadas pelas gotas. Determine a velocidade de propagação dessas ondas. (8)

Física , 2º Ano RESOLUÇÃO y(cm) x(cm) 6 12 18 ICAÇ (8)

Física , 2º Ano ONDULATÓRIA Bibliografia Gonçalves Filho, A.; Toscano, C. Física para o Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2002. http://www.fisica.net/ondulatoria/classificacaodasondas.pdf http://www.brasilescola.com/fisica

Tabela de Imagens Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso   2 Rainer Zenz / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006-01-14_Surface_waves-2.jpg 09/05/2012 3 CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_in_a_rope.png 4 18 Arpingstone / Public domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Concorde_on_Bristol.jpg 10/05/2012