Ondulatória
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Ondulatória
Prof. Fabricio Scheffer
Onda é uma perturbação que se propaga.
Propriedade Fundamental da Onda
As ondas transportam energia sem transportar matéria.
Ondulatória
Natureza das Ondas
Ondas Mecânicas: não se propagam no vácuo. O som é uma mecânica.
Onda na água Onda sonora
Ondas Eletromagnéticas: Propagam-se no vácuo.
Campos elétricos
e magnéticos
oscilantes estão
representados
Ondas Longitudinais:
São aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de
propagação. O som nos fluídos é uma onda longitudinal.
PROPAGAÇÃO
VIBRAÇÃO
Ondas Transversais
São aquelas cujas vibrações são perpendiculares à direção de
propagação. As ondas eletromagnéticas são transversais.
V
I
B
R
A
Ç
Ã
O
PROPAGAÇÃO
Ondas Mistas:
São ondas em que as partículas vibram longitudinal e
transversalmente, ao mesmo tempo. As ondas nos líquidos, são ondas
mistas.
Onda na água
Elementos da Onda
O comprimento de onda (l) é o espaço percorrido por uma perturbação no
intervalo de tempo igual a um período.
Freqüência (f):
t
nf
Período (T):
n
tT
f
1T
Equação fundamental das ondas
vTl ou fv lVelocidade depende exclusivamente do meio e a freqüência da fonte
Onda sonora propaga-se mais
rapidamente nos meios mais densos
(As luminosas é o contrário)
Espectro eletromagnético
AM FM TV
microondas infravermelho Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil Violeta
ultravioleta
Raio X
Raio
Luz visível
Freqüência
da radiação f
E Energia do
fóton
associado
l
T
Comp.
de onda
período
No VÁCUO, todas as ondas eletromagnéticas tem a mesma VELOCIDADE
P.P Poder de
penetração
p momentum
associado ao
fóton
Fenômenos ondulatórios
Reflexão
Extremidade fixa Extremidade móvel
Inverte a fase Sem inverter a fase
Sonar
Refração: Mudança na velocidade de propagação da onda
Nesta figura também observa-se a reflexão
Difração A onda contorna obstáculos
Interferência É o encontro de duas ou mais ondas
Ondas em molas interferindo
Ondas na água interferindo
Interferência em películas finas
CUIDADO: O fenômeno das múltiplas cores acima ocorre por causa da
interferência e não por dispersão
Ondas Estacionárias
d = l
d = 1,5l
d = 2,5l
1 sutiã = 1 lambida
Polarização: Selecionar direção de vibração
Somente ondas transversais
podem ser polarizadas
Exemplo:
Ângulo de 90° entre os
polarizadores extingue
toda a luz
Resumão Fenômeno Palavras-chaves Comentário
Reflexão Bate e volta Não muda V, l e f
Refração Bate e passa (muda de meio )
Muda V e l
Não muda f
Difração Contorna obstáculos
Não muda V, l e f
interferência Encontro de 2 ou + ondas
Construtiva (soma amplitude) Destrutiva (subtrai amplitude)
polarização Selecionar direção de propagação
Somente ondas transversais podem ser polarizadas Ex.: som não sofre polarização
Acústica
As ondas sonoras são de origem mecânica pois são produzidas por
deformações em um meio elástico.
O ouvido normal é excitado por ondas sonoras de freqüência entre
20 Hz e 20.000 Hz.
Qualidades fisiológicas do som
freqüência menor, l maior
Altura
É a qualidade que permite classificar os sons em graves e agudos.
freqüência maior, l menor
grave ou baixo
agudo ou alto
Intensidade
É a qualidade que permite distinguir um som forte de um som fraco.
forte
fraco
grande intensidade sonora
(potência grande) – maior amplitude
pequena intensidade sonora
(potência pequena) – menor amplitude
Timbre
É a qualidade que permite classificar os sons de mesma altura e
de mesma intensidade, emitidos por fontes diferentes. Por exemplo, por
uma flauta e por um xilofone.
Timbre da flauta Timbre do Xilofone
Eco e Reverberação
Eco
Repetição do som
Reverberação
Prolongamento do som
Reflexão do som
Ocorre se o obstáculo estiver
a uma distância d > 17 m (ar)
Ocorre se o obstáculo estiver
a uma distância d < 17 m (ar)
Ressonância e batimento: É a interferência de duas ondas
De frequências iguais De freqüências próximas
Escute o batimento
de dois sons
Ex.: Cantor que quebra a
taça com a voz.
Efeito Doppler
A freqüência que qualquer fenômeno manifesta a um observador
depende dos estados de movimento da fonte e do observador. O efeito
Doppler se manifesta tanto com ondas sonoras como com a luz.
Denominado f’ a freqüência recebida pelo observador e f a
freqüência emitida pela fonte, temos:
aproximação f’> f l’ <l
afastamento f’< f l’ >l
•Tanto na aproximação como no afastamento a velocidade de
propagação da onda não muda.
•O efeito Dopller também ocorre com a luz
Quando uma fonte sonora emite um som de uma determinada freqüência em
direção a um objeto imóvel, este som refletirá neste objeto e voltará inalterado,
com a mesma freqüência.
Mas quando o objeto se move em direção a fonte sonora, após a primeira
onda sonora encontrar o objeto este se moverá um pouco para frente e então,
a segunda onda encontrará o objeto um pouco mais cedo e assim
sucessivamente. Como resultado, as ondas serão comprimidas gerando uma
freqüência mais alta (som mais agudo).
Exemplo
MHS
É um movimento oscilatório em que a partícula encontra-se sobre
ação de uma força restauradora orientada para a posição de equilíbrio.
Elongação -A 0 +A
Velocidade (v) 0 Máx 0
Aceleração (a) Máx 0 Máx
Força Elástica (Fe) Máx 0 Máx
Energia Cinética (Ec) 0 Máx 0
Energia potencial (Ep) Máx 0 Máx
Energia mecânica (EM) cte cte cte
0
-A
+A
Período no MHS:
K
m2T
Período do Pêndulo Simples
É um dispositivo constituído basicamente por uma partícula
pesada suspensa por um fio ideal de comprimento l.
-T é proporcional à raiz
quadrada de l. -T é inversamente proporcional
à raiz quadrada de g.
-T independente da massa m.
-T independe da amplitude (q
até no máximo de 5°).
g2T
l
Período