Apresentação do PowerPoint

Ondulatória
Semi - Extensivo
Disciplina: Física
Professor: Fábio Raimundo
Ondulatória
Ondulatória é a parte da Física que estuda as ondas. Qualquer onda pode ser estudada aqui,
seja a onda do mar, ou ondas eletromagnéticas, como a luz.
Onda
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. Essa onda se propagará para todos os lados, quando vemos as perturbações
partindo do local da queda da pedra, até ir na borda. Uma sequência de pulsos formam as
ondas.
A onda é somente energia, pois ela só faz a transferência de energia cinética da fonte,
para o meio. Portanto, qualquer tipo de onda, não transporta matéria.
Classificação das ondas quanto a sua natureza
Quanto a natureza, as ondas podem ser dividas em dois tipos:
Ondas mecânicas: são todas as ondas que precisam de um meio material para se
propagar. Por exemplo: ondas no mar, ondas sonoras, ondas em uma corda, etc.
Ondas eletromagnéticas: são ondas que não precisam de um meio material para se
propagar. Elas também podem se propagar em meios materiais. Exemplos: luz, raio-x ,
sinais de rádio, etc.
Classificação em relação à direção de propagação
Ondas unidimensionais: só se propagam em uma direção (uma dimensão), como uma
onda em uma corda.
Ondas bidimensionais: se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano), como
a onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água.
Ondas tridimensionais: se propagam em todas as direções possíveis, como ondas
sonoras, a luz, etc.
Quanto a direção de vibração
Ondas Mistas
Características e elementos de uma onda
Denominam-se ondas periódicas as ondas geradas por fontes que executam oscilações
periódicas, ou seja, que se repetem em intervalos de tempos iguais. A figura acima
representa uma onda periódica se propagando em uma corda tensionada. Na sequência
serão relacionados alguns importantes elementos a ela associados.
Amplitude e comprimento de onda
A amplitude (A) representa o máximo afastamento, durante a oscilação, em relação à posição
de equilíbrio. Na figura ao lado, a posição de equilíbrio está representada pela linha
tracejada.
O comprimento de onda (λ) representa a distância que separa dois pontos consecutivos que
se encontram na mesma posição de vibração. Na figura apresentam-se dois exemplos: a
distância que vai de uma crista (ponto mais alto da onda) à outra e a distância que vai de um
ventre (a posição mais baixa da onda) ao outro.
Frequência e período
A frequência (f) de uma onda representa o número de oscilações executadas pela fonte que
produz a onda, em cada segundo.
O período (T) representa o intervalo de tempo correspondente a uma oscilação completa da
fonte que produz a onda.
Velocidade de propagação da onda
A velocidade de propagação de uma onda é a rapidez com que a onda se propaga em
determinado meio. Depende da distância percorrida pela onda e também do intervalo de
tempo gasto para percorrer essa distância.
Para calcular a velocidade de propagação de uma onda, pode utilizar-se a expressão
seguinte:
Sendo:
v = velocidade de propagação (m/s)
λ = comprimento de onda (m)
f = frequência (Hz)
Velocidade de propagação dos pulsos nos meios unidimensionais
As cordas vibrantes são fios flexíveis e tracionados nos seus extremos.
A velocidade (V) de propagação do pulso na corda é dada por:
v = velocidade do pulso na corda
F/T = tensão na corda
µ = densidade linear da corda
m = massa da corda
L = comprimento da corda
Equação da onda
Ondas periódicas se caracterizam como uma sucessão regular de ondas. Com isso em
mente, é possível determinar a equação de uma onda periódica em uma corda tensionada.
Assim, o ponto genérico P tem sua ordenada, y, dada em função do tempo por:
y=A.cos[ω.(t-∆t)+θ0 ]
Lembrando que ω = 2πf e que Δt = x/v, temos:
Para cada ponto da corda,
a abscissa x, é fixa e a
ordenada y varia em função
do tempo, de acordo com
esta função.
e
Substituindo:
Temos:
Frente de onda
Frente de onda é a região do espaço que reúne todos os pontos do meio alcançados
simultaneamente por um pulso (dizemos que todos os pontos de uma frente de onda têm a
mesma fase). As frentes de onda podem ser chamadas de superfícies de onda.
Raio de onda é uma linha orientada que tem origem na fonte de ondas e é perpendicular às
frentes de onda, traçada de modo a indicar a orientação da propagação da onda em cada
ponto do meio.
Bibliografia
www.brasilescola.com.br
www.sofisica.com
www.mundofisico.joinville.udesc.br