Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - FÍSICA
Ensino Médio, 2ª Série
Ondulatória: comprimento, frequência,
amplitude e período de uma onda
Imagem: Rainer Zenz / GNU Free Documentation
License.
Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
A onda é somente
energia, pois ela só faz a
transferência de energia
cinética da fonte para o
meio.
A definição de onda é qualquer perturbação (pulso)
que se propaga em um meio. Ex: uma pedra jogada
em uma piscina (a fonte), provocará ondas na água,
pois houve uma perturbação (1).
Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
Vamos supor que uma pessoa segure uma
das extremidades de uma corda e que essa
pessoa passe a fazer movimentos para cima
e para baixo com a sua mão.(2)
Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
Os movimentos da mão da pessoa irão
provocar uma sucessão de ondas senoidais
que passarão pela corda com velocidade de
intensidade V, conforme a ilustração abaixo: (3)
Direção de propagação
Direção de vibração
v
Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA
A velocidade de uma onda pode, portanto, ser
calculada com a seguinte fórmula: (3)
S
V
t
v = velocidade da onda
ΔS = distância percorrida
Δt = intervalo de tempo
V

T
λ = comprimento de uma
onda sonora ou onda
electromagnética
T = período da onda
Física , 2º Ano
PERÍODO DE UMA ONDA
PERÍODO (T)
• O intervalo de tempo que é necessário para que
um ponto vibrante percorrer um ciclo completo.
(3)
PERIÓDO
ALTERNAÇÃO
POSITIVA
AMPLITUDE
EIXO
TEMPO
ALTERNAÇÃO
NEGATIVA
UM SEGUNDO
Física , 2º Ano
FREQUÊNCIA DE UMA ONDA
FREQUÊNCIA (f)
• O número de ciclos feitos por um ponto
vibrante na unidade de tempo. (3)
1
2
3
Física , 2º Ano
ONDAS PERIÓDICAS
λ1
Frequência
baixa
V1
Amplitude
A1
Comprimento de
Onda grande
Amplitude
A2
Frequência
alta
V2
λ2
Amplitude
A3
Frequência
alta
V2
λ1 > λ2
,
V1<v2
A1>A2
Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO
EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO
F=1/T
F(Hz)- Frequência em Hertz
T(s)- Tempo em segundo
Uma revolução ou execução por segundo
corresponde assim a 1 Hertz.
Física , 2º Ano
AMPLITUDE DAS ONDAS
AMPLITUDE (A)
• É a distância de uma crista ou um vale ao nível
de equilíbrio.
Y
Amplitude
Amplitude
0
Amplitude
X
Física , 2º Ano
INTENSIDADE DO SOM
•
Está relacionada
com a amplitude
da onda sonora.
• Quanto maior a
amplitude da onda
sonora, maior a
intensidade do som.
SOM FORTE
A
A
SOM FRACO
A’
t
Física , 2º Ano
ALTA E BAIXA FREQUÊNCIA
Frequência baixa – som grave
Frequência alta – som agudo
• O som alto ou agudo corresponde a
uma maior frequência ao contrário de
som baixo ou grave.(4)
Física , 2º Ano
COMPRIMENTO DE ONDA (λ)
Comprimento da onda
• Na onda, é a distância que a perturbação
percorre durante um período.


Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA
• O comprimento de onda eletromagnética é
igual à velocidade da onda dividida pela
frequência da onda.
λ = c/f
C = Velocidade da luz
f = Frequência
λ = Comprimento de onda
(5)
Física , 2º Ano
GRANDEZAS DAS ONDAS
• λ = comprimento de onda, de onda sonora ou
onda eletromagnética;
• c = velocidade da luz no vácuo = 299.792,458
km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s
• v = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C
(68 °F);
• f = frequência da onda 1/s = Hz.
• Ouve-se de 20 a 20.000 Hz (5).
Física , 2ª Ano
ELEMENTOS DAS ONDAS
Elementos de uma Onda
crista
vale
λ
λ
vale
crista
Física , 2º Ano
ELEMENTOS DAS ONDAS
Construtiva:
Crista+Crista
ou
Vale+Vale
→ AR= A1+ A2
Destrutiva:
Crista+Vale
→ AR= A1 – A2
Em fase
=
+
+
Interferência
Construtiva
Oposição
de fase
=
Interferência
Desconstrutiva
• Física , 2º Ano
VELOCIDADES SUPERSÔNICAS
Imagem: Arpingstone / Public domain.
• Quando os objetos se
deslocam a velocidades
superiores à velocidade do
som.
Física , 2º Ano
ESPECTRO DE FREQUENCIA SONORA
• ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA
20000
10
Infrassons
sentidos como
vibrações, por
exemplo, nos
terremotos
20
100
1000
10000
Frequência (Hz)
100000
Faixa de audição humana
10 6
107
Ultrassons
Frequência
típica do
sonar
Frequência típica
De ultrassons
Para fins médicos
Limite de audição superior de
Morcegos e golfinhos
Física , 2º Ano
CÁLCULO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA
CÁLCULO DA VELOCIDADE E COMPRIMENTO DE ONDA
d 
1
v    .  . f
t T
T
v  . f
  v.T
Física , 2º Ano
CURIOSIDADES
• Depois que a onda é emitida, seu período e
sua frequência não mudam mais.
• A velocidade de uma onda só depende do
meio onde ela está se propagando.
• A luz é mais rápida em meios menos densos,
já o som propaga-se mais rapidamente em
meios mais densos. (6)
Física , 2º Ano
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
• Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e
usados no tratamento de câncer e de muitas doenças
de pele.
• Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar
doenças.
• Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes.
• Raios infravermelhos: são emitidos por corpos
aquecidos e usados para secar pinturas.
• Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio
e televisão. (7)
Física , 2º Ano
EXEMPLO
• Uma onda periódica se propaga com frequência de 20 Hz
em um certo meio. Um seguimento dessa onda aparece
na figura. Determine sua velocidade de propagação
9cm
f  20Hz

2
 9cm
  18cm
v  . f
v  18.20
v  320 cm / s
Física , 2º Ano
EXEMPLO 2
• Exemplo 2: De uma torneira caem gotas
idênticas à razão de 3 a cada segundo,
exatamente no centro da superfície livre da
água. Os círculos da figura representam
cristas, originadas pelas gotas. Determine a
velocidade de propagação dessas ondas. (8)
Física , 2º Ano
RESOLUÇÃO
3gotas
f 
 3Hz
s
y(cm)
f  3Hz
ICAÇ
6
12
18
x(cm)
v  . f
v  3 .6
v  18cm / s
(8)
Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
Bibliografia
• Gonçalves Filho, A.; Toscano, C. Física para o
Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: Scipione,
2002.
• http://www.fisica.net/ondulatoria/classificaca
odasondas.pdf
• http://www.brasilescola.com/fisica
Tabela de Imagens
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2
Autoria / Licença
Link da Fonte
Rainer Zenz / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:200601-14_Surface_waves-2.jpg
3 CK-12 Foundation / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i
Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
n_a_rope.png
4 CK-12 Foundation / Creative Commons
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i
Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
n_a_rope.png
18 Arpingstone / Public domain.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Concor
de_on_Bristol.jpg
Data do
Acesso
09/05/2012
09/05/2012
09/05/2012
10/05/2012