Ondas e suas características Onda →
→ É a propagação de uma perturbação → Há transporte de energia, sem que haja transporte de matéria
Onda →
→ Transversal → A direção de propagação é perpendicular à direção de vibração → Longitudinal → A direção de propagação é a mesma que a direção de vibração
Onda →
Mecânica → Necessita de um meio material para se propagar Eletromagnética → Não necessita de um meio material para se propagar
λ → Comprimento de onda λ
λ (x / m)
λ
Comprimento de onda → Menor distância entre dois pontos que vibram em fase
Análise do movimento de um ponto de uma "corda a oscilar" devido à propagação de uma onda
T T (t / s) T T → Período → Tempo de uma oscilação
velocidade (rapidez) de propagação da onda → distância percorrida pela perturbação por intervalo de tempo
v= v=
λ T
d ∆t
NOTA: A frequência de uma onda é a da sua fonte emissora .
1. O gráfico seguinte representa a oscilação de um ponto devido a uma onda que se propaga com uma velocidade de 20 m/s. y/m
3 4 1 2
7 8 5 6
15 9
t /s
Indicar: a) O período do sinal b) A frequência da oscilação c) O comprimento de onda. a)
9 partes
15 s
4 partes
T
T=
4 × 15 = 6, 7 s 9
b)
f=
1 1 ⇔f= ⇔ f = 0, 15 H z T 6, 7
c)
v=
λ ⇔ λ = v. T ⇔ λ = 20 × 6, 7 ⇔ λ = 134 m T
Exercício 12 do manual 0, 10 m
0, 3 s curva azul →t = 0 s curva vermalha → t = 0,30 s a) A bola oscila verticalmente porque esta onda é transversal. b) A direção de propagação é perpendicular à de vibração. c) v =
λ 0, 40 0, 40 ⇔v= ⇔v= ⇔ v = 0, 33 m/s T 4 × 0, 3 4 × 0, 3
ou d 0, 10 = 0, 33 m/s v= ⇔ v = t 0, 3
d) A bola encontra-se na posição inicial, o esboço da onda corresponde à linha verde. 0, 10 m
0, 3 s
e) Se a frequência da fonte emissora duplicar, o período diminui para metade (T=
1 ), a amplitude mantém-se, a velocidade mantém-se (porque a onda f
mantém o meio de propagação) e o comprimento de onda é reduzido a metade.
Exercício 15 do manual
15 )
x=0,005 sin 7 t
a)
A= 0, 005 m
b)
ω= 7 rad/s
c)
nº de cristas por segundo? ⇔ f=? 2π 2π 2π ⇔7= ⇔T= T T 7 1 1 7 ⇔f= = 1, 1 Hz f= ⇔f= 2π T 2π
ω=
7
16) A=2 cm = 0, 02 m
1 1 = s f 12 2π 2π = = 75, 4 rad/s ω= 1 T
T=
f=12 Hz distância entre "crista e cava" = 5 cm = 0, 05 m
12
expressão matemática = ? →
y = 0, 02 sin 75, 4. t
velocidade de propagação = ? v=
λ T
λ x 2 cm
0,05
2
5 cm
=0,04
2
+x 2 ⇒ x = 0, 03 m
λ = 2 × 0, 03 = 0, 06 m
v=
0, 06 1 12
= 0, 72 m/s
O Som É uma onda mecânica longitudinal. Quanto maior a densidade do meio, maior a velocidade de propagação do som
Espectro Sonoro O som torna-se mais agudo (mais alto) Audível
Infrassons 20
Ultrassons
20000
f (Hz)
O som torna-se mais grave (mais baixo)
Intensidade de um som ("força") Os dois sinais representam dois sons
A
O som A é mais intenso ou mais forte que o som B.
Quanto maior a amplitude de um t(s)
som, maior a sua intensidade.
B t(s)
Timbre → É a característica sonora que nos permite distinguir sons com as mesmas frequências, produzidos por fontes sonoras conhecidas e que nos permite diferenciá-las.
A diferença no timbre de diversos sons vem do fato de que as ondas sonoras possuem formatos diferentes. Exemplificando: a forma da onda sonora emitida por um violino é diferente da forma da onda sonora emitida por uma flauta, mesmo que esses dois instrumentos estejam a emitir a mesma nota musical. Observe a diferença entre a forma da onda sonora de um pian e de um clarinete correspondente à nota dó. As figuras foram obtidas através de um osciloscópio.
Harmónico → de uma onda é uma frequência componente do sinal que é um múltiplo inteiro da frequência fundamental. exempl Para uma onda sinusoidal, ele frequência é um múltiplo inteiro da frequência da onda. Por exemplo, se a frequência é f (harmónico fundamental) , os harmónicos seguintes possuem as frequências 2f, 3f, 4f, etc.