Ondulatória: Ondas

Uma onda é uma perturbação que se propaga. Algo que se movimenta pelo espaço e transmite energia, sem a propagação de matéria. Esta definição de onda ficará mais clara ao longo do texto, onde vamos iniciar o estudo da ondulatória. A Ondulatória é a parte da física que estuda as ondas, suas características e os fenômenos ondulatórios.
 
No estudo da ondulatória é importante entender as classificações das ondas. As ondas podem ser classificadas de acordo com sua natureza. Ondas na água, no ar ou em uma corda, são exemplos de ondas mecânicas, que necessitam de um meio para se propagarem. As ondas que não precisam de um meio para se propagarem são chamadas ondas eletromagnéticas, um exemplo é a luz.

(Confiara esta ilustração e várias outras, em alta resolução, no blog do amigo Tainan Rocha)

As formas de propagação das ondas também podem ser utilizadas para classificá-las. As oscilações de uma mola, por exemplo, caracterizam uma onda unidimensional, pois é possível determinar a posição da perturbação (ou frente de onda) com apenas uma direção, ou seja, uma reta. Já as ondas na água se propagam em um plano, logo, são chamadas ondas bidimensionais. E as ondas tridimensionais são ondas que se propagam em três direções do espaço, como o som.
  
Em um movimento ondulatório existe apenas o transporte de energia e este fenômeno caracteriza uma onda.


Abaixo temos um desenho de uma onda com pulsos que são produzidos a intervalos de tempo iguais, chamada, por este motivo, de onda periódica:





Os pontos B e F são chamados de crista ou picos. Os pontos D e H são chamados depressões ou vales. A distância entre duas cristas ou entre dois vales é chamada de comprimento de onda e representada pela letra grega λ (lambda).


Podemos agora definir o conceito de velocidade de propagação da onda. Mas antes, é importante saber que só podemos aplicar, para o estudo da velocidade de propagação da onda, o conceito de velocidade média, pois a velocidade de propagação não pode ser vetorial. Logo, a velocidade de propagação será obtida dividindo o espaço percorrido pela onda pelo intervalo de tempo utilizado pela onda para fazer este percurso.


V=∆V/∆t


Sabendo que a distância entre duas cristas ou dois vales é chamada de comprimento de onda (λ) e, o tempo necessário para a onda percorrer esta distância é chamado de período da onda (T). Podemos escrever a velocidade de propagação de outra maneira:


V = λ/T


Nos próximos textos sobre ondulatória, estudaremos outras propriedades das ondas e mais sobre a velocidade de propagação.

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10 comentários:
  1. acho que temos tanto a descobrir no universo pois coisas tao incriveis estao na nossa cara e nao damos o minimo valor preferindo acreditar em tradiçoes.

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  2. Uma rádio deverá operar na freqüência de 105,9 megahertz (mega = 106). Admitindo 3,0.108 m/s como velocidade de propagação das ondas de rádio, ache o comprimento de onda da transmissão.

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  3. Daiane , pela fórmula : V=λxF ou seja : velocidade é igual ao comprimento de onda multiplicado pela sua frequência . Ficando dessa forma : 3,0 x 108 = λx 105,9 .108 - λ= 35,3 x 10-2

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  4. Não entendi a regrinha matemática usada, pois se V=λxF, λ=V/F, assim a meu ver, teremos: λ=3,0x10^8/105,9x10^6, o que resulta em: 2,83m.
    Aguardo uma resposta me explicando onde eu estou equivocado.

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  5. Um objeto se aproxima com velocidade de 35 m/s de uma fonte sonora parada que emite um som com frequência de 750 Hz. Sendo 105m/s a velocidade do som no ar, determine a frequência do som que será ouvido pelo observado.

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  6. Um observador se aproxima com velocidade de 20 m/s de uma fonte sonora parada que emite um som com frequência de 900Hz. Sendo de 20m/s a velocidade do som no ar, determine a frequência do som ouvido pelo observador

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  7. P/ Cibele

    Primeiro vamos imaginar apenas a fonte sonora parada emitindo som numa frequencia de 750Hz a uma velocidade de 105m/s. Neste caso, o comprimento de onda (lambda) vale:

    lambda = velocidade/frequencia

    lambda = 105/750 = 7/50 metros (que dá 14cm).

    Portanto, esta emissão sonora tem suas cristas separadas por 14cm. Imagine cristas de ondas em um lago separadas umas das outras por 14cm e se movendo a uma velocidade de 105m/s. É isto que está ocorrendo.

    Agora vamos acrescentar a pessoa se aproximando com uma velocidade de 35m/s. Imagine que quando a pessoa está parada, essas cristas de ondas atingem a pessoa com um determinado período de tempo (que é justamente o inverso da frequencia = 1/750 segundos). Perceba que quando a pessoa se move de encontro a estas cristas ela vai encontrá-las mais rapidamente do que se estivesse parada, o que vai resultar em um aumento da frequencia de encontro com estas cristas. Perceba que o comprimento de onda (lambda) não é alterado. As cristas continuam espaçadas de 14 cm. A frequencia de encontros com as cristas de onda é que é aumentada. E logicamente se fosse o oposto (a pessoa se afastando da fonte sonora), esta frequencia seria reduzida. Então vamos calcular a nova frequencia:

    frequencia = velocidade/lambda

    Temos que utilizar a velocidade relativa entre a pessoa e as cristas sonoras. Então:

    frequencia = (105+35)/(7/50)

    Nunca é demais lembrar para se tomar cuidado com as unidades.

    frequencia = (140.50)/7 = 1000Hz ou 1kHz

    Viu como a nossa previsão de aumento da frequencia se confirmou.

    Abraço

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  8. Como determinar a amplitude , a frequencia , o periodo e o comprimento de uma onda ?Obs:Quais formas devo usar ?

    Obrigado

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  9. Ás vezes, fico pensando que a vida mesma não passa muito de uma onda, ou frente de ondas se preferirem. Tem períodos, comprimentos, frequências...sou psicólogo e estou convencido de que "fora" do mundo físico, no mental, também ocorre assim, aliás, tem-se menos diferenças entre físico e mental do que se pensa...

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