prof: elias junior. onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e...
Post on 17-Apr-2015
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Conceito
Onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo.
A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e a periodicidade no tempo é medida pela frequência de onda, que é o inverso do seu período.
Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.
Conceito prático
Onda é uma perturbação que se propaga no espaço ou em qualquer outro meio, como, por exemplo, a água.
Uma onda transfere energia de um ponto para outro, mas nunca transfere matéria entre dois pontos.
As ondas podem se classificar de acordo com a direção de propagação de energia, quanto à natureza das ondas e quanto à direção de propagação.
Perturbação = PulsoMovimento do pulso = Onda
Quanto à natureza
Ondas mecânicas: são aquelas que necessitam de um meio material para se propagar. Ex: ondas no mar, ondas sonoras, ondas em uma corda etc...
Ondas eletromagnéticas: são aquelas que não necessitam de meio material para se propagar, elas podem se propagar tanto no vácuo (ausência de matéria) como também em certos tipos de materiais. Ex: a luz solar, as ondas de rádio, as microondas, raios X, entre muitas outras.
Direção de propagação
As ondas se classificam da seguinte forma:
Unidimensionais: propagam-se em uma única dimensão;
Bidimensionais: propagam-se num plano;
Tridimensionais: propagam-se em todas as direções.
Bidimensionais
Se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano)A onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água.
Direção de vibração
Ondas transversais: são aquelas que têm a direção de propagação perpendicular à direção de vibração como, por exemplo, as ondas eletromagnéticas.
Ondas longitudinais: nessas ondas a direção de propagação se coincide com a direção de vibração. Nos líquidos e gases a onda se propaga dessa forma.
Ondas longitudinais
São aquelas em que a vibração e a propagação ocorrem na mesma direção. Vamos tomar como exemplo uma mola
Velocidade de propagação de uma onda unidimensional
Considere uma corda de massa m e comprimento ℓ, sob a ação de uma força de tração .
Uma pessoa, agindo na extremidade livre da corda, realiza um movimento vertical, periódico, de sobe-e-desce. Uma onda passa a se propagar horizontalmente com velocidade ( v ).
A velocidade de propagação da onda depende da densidade linear da corda e da intensidade da força de tração , e é dada por:
F = a força de tração na corda µ = a densidade linear da corda
Refração de um pulso
É quando o pulso passa de uma corda de menor densidade para outra de maior densidade
Fa= fb Va/λa =Vb/ λb
APLICAÇÃO
Tem-se uma corda de massa 400g e de comprimento 5m, tracionada de 288N. Determine a velocidade de propagação de um pulso nessas condições.
Atividade
Uma corda de comprimento 3 m e massa 60 g é mantida tensa sob ação de uma força de intensidade 800 N. Determine a velocidade de propagação de um pulso nessa corda.
Ondas periódicas Considere uma pessoa executando um movimento
vertical de sobe-e-desce na extremidade livre da corda indicada na figura, em intervalos de tempo iguais.
Ondas periódicas
Denomina-se período T o tempo necessário para que duas cristas consecutivas passem pelo mesmo ponto.
Chama-se freqüência f o número de cristas consecutivas que passam por um mesmo ponto, em cada unidade de tempo.
Entre T e f vale a relação:
Atividades
Qual a frequência de ondas, se a velocidade desta onde é de 195m/s, e o seu comprimento de onda é de 1cm
(UFES)Uma onda eletromagnética propaga-se na direção do eixo x. A figura a seguir mostra o gráfico da componente Ey do campo elétrico em um determinado instante de tempo. A amplitude desta onda tem o valor de:
a) 2 b) 6 c) 4 d) 5 e) 7
(UFRPE/PE) Denotam-se respectivamente por T, f, v e λ o período, a frequência, a velocidade de propagação e o comprimento de onda de uma onda se propagando numa corda. Assinale a seguir a única relação incorreta entre essas grandezas.
a) T = 1/f b) v = fλ c) λ = vT d) f = λ/v e) v = λ/T
(UFERSA/RN) Sabendo-se que uma onda, com frequência de 20 Hz, se propaga com uma velocidade de 50 m/s, pode-se concluir que seu comprimento de onda é:
a) 0,50 m b) 2,5 m c) 25 m d) 50 m
(UNEMAT/MT) A figura abaixo representa uma onda aproximadamente senoidal no mar e um barco que efetua 18 oscilações por minuto.
A frequência, o comprimento e a velocidade de propagação da onda valem respectivamente:
a) 0,32 Hz, 40 m, 15 m/s b) 0,40 Hz, 50 m, 22 m/s c) 0,38 Hz, 120 m, 8,7 m/s d) 0,30 Hz, 60 m, 18 m/s e) 0,35 Hz, 60 m, 20 m/s
(UESC/BA) - Universidade Estadual de Santa Cruz – 2008
Uma onda transversal propaga-se com velocidade de 50,0 m/s em uma corda 1, que se encontra ligada à corda 2, conforme a figura. Sabendo-se que a velocidade de propagação da onda na corda 2 é igual a 80,0 m/s, o comprimento de onda, nessa corda, será igual, em metros, aa) 1,5b) 5,0c) 6,0d) 8,0e) 12,0
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