Oscilações, Fluidos e Termodinâmica: Conteúdo e Avaliações

OSCILAÇÕES FLUIDOS E TERMODINÂMICA Universidade Federal do Recôncavo da Bahia CETENSFeira de Santana Profª Andréia dos Santos Simões O QUE VEREMOS LIVROS TEXTO CONTEÚDO DA UNIDADE Tipos de Ondas Mecânicas Ondas Periódicas Descrição Matemática das Ondas Velocidade de uma Onda Transversal Energia no Movimento Ondulatório Interferência de Ondas Condições de Contorno de uma Corda e Princípio da Superposição Ondas Estacionárias em uma Corda Modos Normais de uma Corda Ondas sonoras Onda longitudinal AVALIAÇÕES Prova Valor 100 pontos Data provável 0407 ou 0607 CONTEÚDO DA AULA Tipos de Ondas Mecânicas Ondas Periódicas Descrição Matemática das Ondas Velocidade de uma Onda Transversal Energia no Movimento Ondulatório Interferência de Ondas Condições de Contorno de uma Corda e Princípio da Superposição Ondas Estacionárias em uma Corda Modos Normais de uma Corda Ondas sonoras ONDA Uma onda é uma perturbação que se desloca através de um material chamado meio ou no vácuo Onda é energia em movimento sem que haja transporte direto de matéria Quanto a sua natureza as ondas são classificadas como Ondas Mecânicas são ondas que necessitam de um determinado meio para se propagar como exemplos o som ondas sonoras e uma onda se propagando em uma corda Ondas eletromagnéticas são ondas que não necessitam de um meio material para se propagar e por isso se propagam também no vácuo como por exemplo as ondas de rádio raio X luz laser e etc TIPOS DE ONDAS MECÂNICAS Onda Transversal Recapitulando Ondas mistas Cada um dos sistemas descritos nos exemplos anteriores possui um estado de equilíbrio O movimento ondulatório é produzido por uma perturbação do estado de equilíbrio que se propaga de uma região a outra do meio A perturbação se propaga com uma velocidade definida pelo meio O módulo dessa velocidade denominase velocidade da onda Obs A velocidade da onda não é a velocidade da partícula deslocada pelo movimento ondulatório O próprio meio não se desloca no espaço as partículas individuais do meio oscilam em torno da posição de equilíbrio Para produzir movimento ondulatório é necessário fornecer energia mediante trabalho mecânico realizado sobre o sistema As ondas transmitem energia mas não transportam matéria de uma região para outra do meio ONDAS PERIÓDICAS Uma situação interessante ocorre quando balançamos a extremidade da corda com um movimento repetitivo ou periódico Nesse caso cada partícula da corda também executará um movimento periódico à medida que a onda se propaga e o resultado é uma onda periódica Suponha que o movimento ondulatório seja gerado por um MHS com amplitude A freqüência f freqüência angula w e período T A onda resultante será uma seqüência simétrica de cristas e ventres e é chamada de onda senoidal Quando uma onda senoidal se propaga em um meio cada partícula do meio executa um MHS com a mesma freqüência Para uma onda periódica a forma da corda em um dado instante é uma configuração que se repete O comprimento de onda λ da onda é a distância entre duas cristas sucessivas ou entre dois ventres vales consecutivos ou entre qualquer ponto até o ponto correspondente na próxima repetição da forma da onda A configuração da onda se desloca com velocidade constante v avançando uma distância λ no intervalo de um período T Logo a velocidade da onda v é dada por ou como f 1T Em muitas situações importantes incluindo ondas em uma corda a velocidade da onda v é inteiramente determinada pelas propriedades mecânicas do meio OBSERVAÇÕES Não confunda o movimento de uma onda transversal ao longo da corda com o movimento de uma partícula da corda A onda se desloca com uma velocidade v ao longo da corda enquanto o movimento da partícula é um MHS perpendicular à direção da propagação da onda Ondas em uma corda se propagam em apenas uma dimensão Mas as idéias de freqüência comprimento de onda e amplitude se aplicam igualmente bem às ondas que se propagam em duas ou três dimensões ONDAS PERIÓDICAS LONGITUDINAIS A equação fundamental v λf também é valida para ondas longitudinais CENAS DO PRÓXIMO CAPÍTULO Descrição Matemática das Ondas Velocidade de uma Onda Transversal REFERÊNCIAS NUSSENZVEIG H M Curso de física básica Termodinâmica e ondas 4 ed São Paulo Edgard Blucher 2002 FREEDMAN R YOUNG H D Física 2 Termodinâmica e Ondas 14 Ed Pearson Education do Brasil 2016