Classificação e Aplicações das Ondas

INSTITUTO FEDERAL Rio Grande do Norte Campus Avançado Lajes Graças às ondas é que existem muitas das maravilhas do mundo moderno como a televisão o rádio as telecomunicações via satélite o radar o forno de microondas ultrassons etc INTRODUÇÃO APLICAÇÕES a A amplitude A é a distância entre o nível de referência linha horizontal tracejada e a crista da onda Assim A 16 cm 2 A 080 cm Chamaremos então de onda Perturbação do meio caracterizada pelo transporte de energia e quantidade de movimento sem o transporte de matéria CONCEITO APLICAÇÕES b O comprimento de onda λ é a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos Assim 15 λ 225 λ 15 cm ou λ 15 10² m 1 Quanto à natureza 11 Ondas mecânicas oscilações de um meio elástico portanto necessitam de meio material para existir Ex O som ondas na corda e na água etc Obs O som não se propaga no vácuo 12 Ondas eletromagnéticas produzidas pela vibração de cargas elétricas gerando os campos elétrico e magnético não necessitam de um meio material para se propagarem Ex a luz ou as ondas de rádio e TV que podem propagarse no vácuo ar água etc Obs No vácuo todas as ondas eletromagnéticas tem a mesma velocidade c 300000000 ms CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Espectro eletromagnético Ondas eletromagnéticas Espectro visível Decomposição da luz 2 Quanto a dimensão Uma onda também é classificada segundo o meio onde ocorre podendo ser unidimensional como a onda em uma corda bidimensional onda em um lago ou tridimensional o som a luz e o calor Onda na superfície de um lago Visão lateral da onda na superfície de um lago unidimensional bidimensional CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS 3 Quanto a direção de vibração e propagação 31 Transversal vibração se dá em uma direção perpendicular a direção de propagação da onda Obs Todas as ondas eletromagnéticas são transversais Pense em cada ponto da corda e observe o seu movimento Enquanto o pulso propagase na direção horizontal o movimento destes pontos é de sobe e desce ou seja perpendicular ao movimento de propagação da onda por isto a onda em uma corda é chamada de transversal CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS 32 Longitudinal vibração ocorre na mesma direção de propagação da onda Ex O som Perceba que a vibração de cada ponto ocorre na mesma direção de propagação da onda CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Ex Ondas na mola Considere uma corda de massa m e comprimento ℓ sob a ação de uma força de tração F VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE UMA ONDA UNIDIMENSIONAL Suponha que a mão de uma pessoa realiza um movimento vertical periódico de sobeedesce Uma onda passa a se propagar horizontalmente com velocidade Cada ponto da corda sobe e desce A velocidade de propagação da onda numa corda tracionada depende da densidade linear μ da corda e da intensidade da força de tração F e é dada por Em que F a força de tração na corda µ a densidade linear da corda VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DE UMA ONDA UNIDIMENSIONAL APLICAÇÕES 01 Um arame de aço com 1 m de comprimento e 10g de massa é esticado com uma força de tração de 100 N Determine a velocidade de propagação de um pulso transversal nesse arame ONDAS PERIÓDICAS Considere uma pessoa executando um movimento vertical de sobeedesce na extremidade livre da corda indicada na figura em intervalos de tempo iguais A parte elevada denominase crista da onda e a cavidade entre duas cristas chamase vale Denominase período T o tempo necessário para que duas cristas consecutivas passem pelo mesmo ponto Chamase frequência f o número de cristas consecutivas que passam por um mesmo ponto em cada unidade de tempo Entre T e f vale a relação A distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos é denominada comprimento de onda representado por λ e a é a amplitude da onda Como um pulso se propaga com velocidade constante vale a expressão s vt Fazendo s λ temos t T Logo Obs Essa igualdade é válida para todas as ondas periódicas como o som as ondas na água e a luz ONDAS PERIÓDICAS Hertz Hz Para esta onda determine a a amplitude b o comprimento de onda c a frequência d o período APLICAÇÕES 02 A figura representa um trecho de uma onda que se propaga a uma velocidade de 300 ms APLICAÇÕES