Fisica

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3.1. ONDAS 1. Introdução Fixando uma das extremidades de uma corda ou de uma mola slinky e segurando a outra extremidade com a mão, você pode visualizar a formação de ondas, movendo repetidamente a mão para cima e para baixo ( no caso da mola, o movimento das mãos também pode ser para frente e para trás). As ondas se propagam ao longo da corda e da mola, sem que estas se desloquem naqueladireção. Veja:

Uma onda se forma a partir de uma serie de pulso, distúrbios que se propagam através de um meio, sem que haja transporte de matéria. Quando esse meio de propagação é uma reta, trata-se de onda unidimensional (exemplo: ondas em corda). Sendo o meio uma superfície plana, a onda é bidimensional (exemplo: ondas do mar). Ondas tridimensionais são as que se propagam no espaço (exemplo: ondassonoras).

 

Crista ou monte é a parte elevada da onda: as partes baixas são os vales ou depressões. Quanto à natureza, as ondas podem ser: Mecânicas, quando necessitam de um meio matérial para sua propagação; exemplos: as ondas que se formam na superfície da água, em cordas, nos gases etc. Eletromagnéticas, originarias por vibrações eletromagnéticas, que não necessitam de meio material parasua propagação. É o caso das ondas luminosas. 2. Comprimento de onda

Pingando água com um conta-gotas na sua superfície de águas tranqüilas de uma bacia ou jogando periodicamente pedrinhas na superfície de um lago, vemos a formação de ondas que se expandem circularmente.

1

C: ponto em deslocamento máximo acima da superfície (crista) V: ponto em deslocamento máximo abaixo da superfície(vale) S: ponto no nível da superfície. A medida da distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos determina o comprimento da onda. Observe o gráfico:

O intervalo de tempo de uma oscilação completa da onda chama-se período. Veja na ilustração a seguir o que ocorre numa corda durante um período.

Os pontos G e I oscilam em concordância de fase, numa distancia entre si. O ponto H está em oposição de fase com G e I, distando deles. 2 O valor do período pode ser medido indiretamente pela freqüência (f), isto é, conhecendo-se o numero de oscilações por unidade de tempo. No SI a freqüência é medida em hertz (Hz), unidade que equivale a 1 ciclo por segundo. Mas também são usados múltiplos e submúltiplos do hertz:  1 quilociclo/s = 1 quilohertz (1 kHz) = 1,0 . 103 ciclos/s.  1megaciclo/s = 1 megahertz (1 MHz) = 1,0 . 106 ciclo/s. O período e a freqüência são grandezas inversas.

T

1 f

fT  1

Ao atingir um ponto da corda, a onda faz esse ponto vibrar determinado número de vezes por unidade de tempo, isto é, o ponto vibra com uma freqüência f. O intervalo de tempo de uma vibração completa é o período T da onda. Cada ponto P da corda executa um movimentoperpendicular à direção de propagação da onda:

2

3. Velocidade de propagação da onda em cordas.

O comprimento de onda representa a distancia percorrida por um pulso durante o intervalo de tempo de um período, isto é, entre duas cristas ou dois vales sucessivos. A velocidade de propagação da onda é constante num determinado meio. Assim, podemos escrever: x  v= v=   v .T t T



v f

v  .f

4. Reflexão de ondas numa corda Ao atingir a extremidade (barreira) da corda ou da mola, um pulso pode sofrer dois tipos de reflexão, dependendo de como está a extremidade que ele encontra. Quando extremidade é fixa, esse suporte rígido no qual a corda está presa impede que o pulso continue se propagando. Pela lei da ação e reação, o suporte exerce nos pontos de contato com a corda uma forçaque faz o pulso retornar invertido, fenômeno denominado reflexão com inversão. Veja o esquema:

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Ao atingir a extremidade móvel ou livre de uma corda, o pulso retorna da mesma forma, ou seja, ele não se inverte. Esse fenômeno é denominado reflexão sem inversão:

5. Refração de ondas numa corda O fenômeno de refração acontece quando qualquer tipo de onda passa de um meio para outro...
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