Ondas e som

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.