Ondulatória.

Apresentação em tema: "Ondulatória."— Transcrição da apresentação:

1 Ondulatória

2 Classificação das Ondas
Quanto a forma Transversais Longitudinais Quanto a natureza Mecânicas Eletromagnéticas

3 Ondas Transversais

4 Ondas Longitudinais

5 Ondas Mecânicas São ondas que necessitam de um meio material para se propagarem. Exemplos: Onda sonora; Ondas em cordas; Ondas na superfície de um líquido.

6 Ondas Eletromagnéticas
Quando a onda envolve a oscilação de campos elétricos e magnéticos, dizemos que é uma onda eletromagnética.

7 Ondas Eletromagnéticas
As ondas eletromagnéticas são classificadas de acordo com sua freqüência. Veja esquema a seguir.

8 Ondas Eletromagnéticas
É possível verificar que a oscilação de campos elétricos e magnéticos não depende da existência de meio material. Por isso, a propagação da luz pode ocorrer em diversos meios, inclusive o vácuo. No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas viajam com a mesma velocidade c = m/s. Nos demais meios materiais, a velocidade da onda eletromagnética depende da freqüência. Por exemplo, no interior da água a luz vermelha tem velocidade superior à da luz azul. Porém ambas são inferiores a m/s.

9 Polarização

10 Polarização

11 Elementos de uma Onda

12 Amplitude (A)

13 Cristas e Vales

14 Comprimento de Onda ()

15 Comprimento de Onda ()

16 Período (T) É o tempo necessário para que uma onda percorra um comprimento de onda, ou seja, é o tempo de duração de uma oscilação completa.

17 Frequência (f) Frequência Período [ Hz ] [ s ]

18 Equação fundamental da ondulatória

19

20 Equação fundamental da ondulatória
Velocidade de propagação Comprimento de onda Frequência [ m/s ] [ Hz ] [ m ]

21 Ondas em Cordas

22 Reflexão

23 Refração

24 Refração

25 Ondas em Líquidos

26 Representação

27 Reflexão

28 Reflexão

29 Refração

30 Refração

31

32 Acústica A Natureza do Som

33 O que é onda sonora? Onda sonora é uma onda longitudinal mecânica (portanto só se propaga em um meio material), cuja freqüência está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e Hz.

34

35

36 Infra-som e Ultra-som Infra-som é uma onda longitudinal mecânica com freqüência inferior a 20 Hz; Ultra-som é uma onda longitudinal com freqüência superior a Hz.

37 Velocidade de propagação
Depende do meio de propagação, sendo: Vsólidos > Vlíqüidos > Vgases Também há influência da temperatura do meio, quanto maior a temperatura maior a velocidade do som. Não depende da pressão, freqüência e comprimento de onda.

38

39 Características do som
Os sons simples distinguem-se uns dos outros por duas características, a saber, INTENSIDADE e ALTURA; os sons compostos, além daquelas, diferenciam-se pelo TIMBRE.

40 Intensidade Sonora Está ligada à amplitude das vibrações;
(e, portanto à energia transportada pela onda sonora É a qualidade pela qual um som forte (grande amplitude — muita energia) se distingue de um som fraco (pequena amplitude — pouca energia).

41 Intensidade Sonora

42 Intensidade Média de uma onda

43 Onde: S  área da superfície da onda; t  intervalo de tempo;
PM  potência média; No SI, a intensidade média (IM) de uma onda é medida em W/m2.

44 Nível de Intensidade Sonora
  nível de intensidade sonora e é medido em dB (decibel) I  intensidade sonora da onda; I0 = W/m2

45

46

47 Altura do Som A altura do som está ligada unicamente à sua freqüência;
É a qualidade pela qual um som grave se distingue de um som agudo; Som baixo  frequência baixa  som grave Som alto  frequência alta  som agudo

48 Altura do Som

49 Altura do Som

50 Timbre É uma qualidade da fonte sonora;
É uma função do conjunto de harmônicos que compõem a onda sonora gerada. É através do timbre que podemos diferenciar a mesma nota musical emitida por dois instrumentos diferentes.

51 Timbre

52 Timbre

53 Cordas Vibrantes

54 1º harmônico ou modo fundamental

55 Freqüências naturais de vibração

56 Equação de Lagrange-Helmholtz
Número de ventres Tração na corda Freqüência Densidade Linear Comprimento da corda

57 Tubo Sonoro Aberto

58

59 Tubo Sonoro Fechado

60

61

62 Efeito Doppler

63 Observação: Considera-se o sentido positivo sempre o sentido que vai do receptor para a fonte sonora.

64 MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES

65 Movimento Harmônico Simples

66 Características de um MHS
O corpo em MHS repete seu estado cinemático (mesma posição, mesmo vetor velocidade e mesmo vetor aceleração) em intervalos de tempo iguais [período (T)]. O corpo realiza um movimento de vai-e-vem em uma trajetória que é um segmento de reta ou, pelo menos, muito próximo de um segmento de reta. A resultante tem comportamento análogo ao da força elástica, ou seja, R = constante ⋅ |x|, onde x é a posição do corpo, sendo assim a resultante é restauradora, isto é, ela sempre aponta para a posição de equilíbrio.

67 Grandezas de um MHS Período é o menor intervalo de tempo para que uma situação física se repita. Por exemplo, é o tempo para o corpo abandonado em A retorne ao ponto A. Freqüência de um MHS é o número de vezes que uma dada situação física se repete, em uma determinada unidade de tempo. A expressão 2π/T aparece inúmeras vezes nas deduções de MHS. Daí a idéia de se definir uma grandeza física denominada pulsação (ω).

68 Nomenclatura A abscissa (x) de um corpo em MHS, também chamada elongação, varia entre um máximo e um mínimo. Denominamos amplitude (A) do movimento ao valor máximo da elongação. Como o movimento é simétrico em relação à posição, de equilíbrio, adotando-se a origem nessa posição, o valor de x está compreendido entre –A e A. Em símbolos: –A  x  A

69 Descrevendo uma oscilação

70 Gráficos Resultante(R) e abscissa(x) sempre possuem sentidos opostos.

71 Equação Fundamental do MHS
A intensidade da aceleração é diretamente proporcional à intensidade da elongação. O sinal negativo da expressão indica que, no MHS, a aceleração tem sempre o sentido contrário à elongação. Como o MHS é um movimento retilíneo, a aceleração centrípeta é nula. Logo, nesse movimento a aceleração escalar e a vetorial têm intensidades iguais. ω = 2π/T é a pulsação do movimento.

72 Dinâmica do sistema massa-mola

73 Sistema massa-mola

74 Sistema massa-mola

75 Observação:

76 Conclusões O período do sistema massa–mola não depende da aceleração gravitacional g. O período do sistema massa–mola não depende da amplitude de oscilação A. O período do sistema massa–mola não depende da direção de vibração do sistema. O período do sistema massa–mola só depende das características do próprio sistema, ou seja, da massa (m) do corpo e da constante elástica (k) da mola.

77 Dinâmica do pêndulo simples

78 Pêndulo Simples (<5)

79 Pêndulo Simples (<5)

80 Conclusões O período de oscilação depende do comprimento do fio;
O período de oscilação Depende da aceleração local da gravidade g; O período de oscilação não depende da amplitude da oscilação (desde que o pêndulo esteja na condição de pequena oscilação); O período de oscilação não depende da massa do corpo.

81 Relógio de Pêndulo Se o período T aumentar, o pêndulo oscilará mais lentamente, e o relógio deverá se atrasar. Se o período T diminuir, o pêndulo oscilará mais rapidamente, e o relógio deverá se adiantar.

82 Descrevendo uma oscilação