Etapas na transmissão de informação 2 COMUNICAÇÕES EMISSÃO A C U R T A S D I S T ÂNC IA S O emissor (ou fonte) produz um sinal que contém a informação a transmitir PROPAGAÇÃO 1 RECEÇÃO o sinal emitido propaga-se no espaço e no tempo O recetor recebe e interpreta o sinal 1 SINAL • qualquer Sinais : localização no tempo 3 perturbação que seja usada para comunicar (transmitir) uma mensagem; OU • alteração de uma propriedade física no meio (zona) onde está o emissor e que é transmitida para outra região do espaço, chegando a um outro ponto após algum tempo. 4 Sinais de curta duração: se a propagação estiver associada a um só pulso onda solitária. (por exemplo: um tsunami) Sinais contínuos ou de longa duração: se a propagação estiver associada a uma sequência de pulsos onda persistente, por exemplo as ondas de rádio. 2 ONDA: propagação no espaço de uma perturbação. Velocidade de propagação Qualquer que seja o tipo de onda que se tenha, existe sempre um certo intervalo de tempo entre o instante em que o sinal (perturbação) é produzido e o instante em que este é recebido. Uma onda, ao propagar-se, transporta e transmite energia, mas não matéria. Sabendo quanto vale esse intervalo de tempo, Δt , e conhecendo a distância entre o emissor e o receptor, d , podemos calcular a velocidade de propagação da onda: Como a rolha, quando é atingida pela onda, não é arrastada, pode concluir-se que a onda não transporta matéria; no entanto, o facto da rolha oscilar e se movimentar na vertical implica que lhe foi fornecida energia e que esta só pode ter tido origem na onda. 5 A velocidade de propagação de uma onda depende, em geral, do meio onde se propaga. 6 3 Velocidade de propagação de vários tipos de onda Quanto à natureza: 7 Onda Meio CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Velocidade (m/s) Onda mecânica, a que necessita de um meio material exemplos: ondas sonoras, ondas do mar, ondas sísmicas... Luz Vazio; ar 300 000 000 Luz Vidro 200 000 000 Som Ar 340 Som Água 1500 Sísmica Continentes 6000 Sísmica Crosta oceânica 7000 para se propagar. Onda eletromagnética a que não necessita de um meio material para se propagar, podendo propagar-se no vácuo. exemplos: ondas de rádio, luz (visível), raios UV, raios x, raios laser, radar… 8 4 Classificação das ondas quanto ao modo de propagação: Sinais não periódicos ou aperiódicos: não possuem periodicidade na repetição. Sinais periódicos: repetem-se regularmente em intervalos de tempo fixos ( iguais ou periódicos). Características de um sinal (ou onda) periódico: Frequência, f – número de oscilações completas por unidade de tempo (Hz, s-1) Onda transversal, a perturbação é perpendicular à direção de propagação da onda: Onda longitudinal, a perturbação tem a direção de propagação da onda: Exemplos: ondas da água, exemplos: ondas sonoras (som) ondas eletromagnéticas. 9 Período, T – tempo necessário para completar uma oscilação (s) Amplitude, A – deslocamento máximo em relação à posição de equilíbrio, produzido pela oscilação (m) 10 5 Amplitude de oscilação É o afastamento máximo relativamente à posição de equilíbrio; •representa-se pela letra A e unidade SI é o metro (m) Comprimento de onda É a distância entre dois pontos consecutivos de uma onda que se encontram no mesmo estado de oscilação. •representa-se pela letra grega lambda: •unidade SI é o metro (m); •depende do meio em que a onda se propaga. No tempo: Periodicidade 12 Se representarmos o movimento de um ponto ao longo do tempo verificamos que ele se repete periodicamente. Período Crista tempo Vale 11 6 Periodicidade Características de uma onda periódica 13 No espaço: Se num dado momento tirarmos uma fotografia existem vários pontos na mesma fase de vibração (por exemplo, 2 pontos sucessivos em crista ou em vale) O comprimento de onda (λ ) também pode ser definido como a distância que a onda avança ao fim de um período. Assim, podemos escrever: Comprimento de onda Crista distância Vale Comprimento de onda v d t <=> v ou v f T 14 7 Características de uma onda periódica 15 Movimento harmónico e onda harmónica Os fenómenos ondulatórios podem ser descritos por várias funções matemáticas, mas as funções periódicas seno e coseno são as que melhor descrevem os movimentos periódicos: x(t ) Asen(t ) A – amplitude: afastamento máximo da partícula em relação à posição Sendo: de equilíbrio (m) x – elongação: afastamento da partícula em relação à posição de equilíbrio (m) num dado instante. ω – frequência angular de oscilação da fonte que produz o sinal (rads-1): 2 T 16 8 Exercícios 1. Um sinal com f=262 Hz propaga-se no ar com ℷ=1.28 m. a) Calcular o período da onda. b) Calcular a sua velocidade. c) Determinar o tempo que este sinal demora a percorrer 90 metros. 2. As ondas do mar chegam à entrada de um porto à razão de 30 cristas por minuto. Uma frente de onda demora 2.0 s a percorrer a distância entre 2 postes que estão a 6.0 m um do outro. Calcular: a) A frequência da oscilação. b) O comprimento de onda. 17 9