AS ONDAS
PROFESSOR HUMBERTO
Ondas
Em nosso mundo estamos rodeados por ondas. Ondas
mecânicas, sonoras, luminosas, ondas de rádio,
eletromagnéticas, etc. 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, entre outras.
O que é onda?
Uma perturbação é causada, por alguém ou por alguma
fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para
o outro na forma de pulsos. E damos o nome de onda
a uma seqüência de pulsos periódicos.
Exemplos:
Uma pessoa movimenta a extremidade de uma corda, e a
perturbação propaga-se até a outra extremidade.
Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas
águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até
encontrar algum continente, causando ondas gigantes
conhecidas como Tsunamis. Estas ondas causam muita
destruição quando chegam às praias.
Em Jacarta, Indonésia: 26 dezembro de 2004.
Um alto falante causa uma perturbação nas moléculas de ar,
e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos
permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo.
Ondas Mecânicas
Ondas mecânicas são aquelas que precisam de um
meio material para poderem se propagar. Como exemplo
temos as ondas no oceano, uma pedra no lago, o som etc.
Todas são perturbações causadas em meios materiais.
Eraldo Gueiros (na foto) brasileiro, nas ondas de
Hawaii
Ondas Eletromagnéticas
Já as ondas eletromagnéticas não precisam de meios
materiais para irem de um lugar para o outro. A perturbação
é causada em campos eletromagnéticos e se propaga
através deles. A luz é um bom exemplo deste tipo de onda.
Note que a luz do Sol chega até nós mesmo existindo
vácuo no espaço. Outros exemplos de ondas
eletromagnéticas são as microondas, as ondas de rádio etc.
Tipos de Ondas
• Transversais: são aquelas
cujas vibrações são
perpendiculares à direção de
propagação.
Exemplo:
- Ondas em corda.
• Longitudinais: são aquelas cujas vibrações coincidem
com a direção de propagação.
Exemplos:
- Ondas sonoras, ondas em molas.
Observação:
Uma onda transmite energia sem o transporte de matéria.
A rolha sobe e desce quando a onda passa, mais não se
desloca. Portanto não é matéria que está sendo transportada
pela onda e sim energia.
Características de uma onda
• Amplitude:
Imagine um barquinho no oceano, e imagine que uma
onda passe por ele (uma onda que ainda não "estourou",
logicamente). Obviamente o barquinho irá subir e descer.
Pois bem, a amplitude da onda que passou pelo
barquinho é dada pelo quanto ele subiu ou desceu. Se
por exemplo o barquinho subiu 5 cm, dizemos que a
amplitude da onda que passou por ele é de 5 cm.
• Comprimento de onda:
O comprimento de onda, representado pela letra
(lâmbda), mede a distância entre duas cristas
consecutivas da mesma onda, ou então a distância
entre dois vales consecutivos da mesma onda.
• Período:
O período de uma onda é o tempo que se demora para que
uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento
de onda, ou um l, seja criado. O período é representado
pela letra T.
• Freqüência:
A freqüência representa quantas oscilações completas uma
onda dá a cada segundo.
Relação entre Período e
Freqüência
• Velocidade:
Toda onda possui uma velocidade de propagação.
Geralmente a velocidade da onda depende muito do
meio material onde ela está se movendo.
Reflexão de um pulso
• Corda com extremidade fixa:
Pulso volta de cabeça para baixo
• Corda com extremidade livre:
Pulso volta de cabeça para cima
Refração de um pulso
SOM
O som é um fenômeno ondulatório e a sua propagação
só se pode efetuar em meios materiais (sólidos, líquidos
ou gasosos).
A sensação de ouvir ocorre para freqüências que estão,
aproximadamente, entre 16 Hz e 20 000 Hz.
Se a freqüência for menor do que 16 Hz não
conseguiremos ouvir e a onda é chamada de infra-som.
Se a freqüência for maior do que 20 000 Hz também não
conseguiremos ouvir e a onda é chamada de ultra-som.
Infra-som
As ondas infra-sônicas são produzidas, por exemplo, por
um abalo sísmico.
Rodovia federal em Nagaoka foi interrompida por violento terremoto
Ultra-Som
O ultra-som é utilizado pela natureza, que dotou certos
animais com a capacidade de emitir ondas ultra-sônicas.
Os morcegos, golfinhos, mariposas se locomovem,
encontram alimentos e fogem do perigo através de ondas
ultra-sônicas que eles próprios emitem.
Os golfinhos usam uma linguagem
por assobios que é 10 vezes mais
rápida que a nossa fala e 10 vezes
mais
alta
em
freqüência.
Velocidade do som
Nos líquidos e nos
sólidos,
onde
as
moléculas estão mais
próximas
umas
das
outras, a velocidade do
som é bem maior do que
em um gás.
Meio
Velocidade
(m/s)
Ar
346
Água
1498
Ferro
5200
Vidro
4540
V sólidos > V líquidos > V gases
Intensidade
É a qualidade que nos permite distinguir os sons fortes
dos fracos.
Timbre
Timbre é a qualidade que nos faz distinguir as vozes de
duas pessoas, mesmo quando emitindo sons de mesma
freqüência. Também permite diferenciar os sons de dois
instrumentos musicais, mesmo quando eles emitem a
mesma nota.
Altura
Altura é a qualidade do som que nos permite distinguir
os sons graves dos agudos.
Sons graves ou baixos têm freqüência menor.
Sons agudos ou altos têm freqüência maior.
Eco
Quando uma onda sonora encontra um obstáculo à sua
frente, ela pode retornar à sua fonte por reflexão.
O eco ocorre se a distância entre a origem do som e o
obstáculo for, no mínimo, de 17 m. Nossos ouvidos têm a
capacidade de distinguir sons emitidos num intervalo de
tempo de, no mínimo, 0,1 s.
O sonar é um aparelho capaz de emitir ondas sonoras na água e captar seus ecos, permitindo, assim, a
localização de objetos sob a água.