Notas de aula de Oficina de Física 17 Instituto de Física Armando Dias Tavares Departamento de Física Aplicada e Termodinâmica Notas de Aula Professora Jorgina 2011/1 MOVIMENTO ONDULATÓRIO Perturbação: dizemos que um ponto ou uma região de um meio homogêneo (mesma natureza) e isótropo (mesmas propriedades) macroscopicamente contínuo sofreu uma perturbação, se por um motivo qualquer, houve modificação das propriedades físicas do ponto ou região considerada. Onda é a propagação de uma perturbação, ou seja, a transferência de energia que gerou a perturbação para as regiões vizinhas ao meio considerado. Pulso é uma perturbação não periódica emitida por uma fonte. Ondas mecânicas são aquelas que necessitam de um meio material para se propagarem. Ondas eletromagnéticas são aquelas que se propagam tanto num meio material quanto no vácuo. A perturbação decorre da variação da velocidade uma partícula carregada. Onda transversal é a que tem a direção de vibração perpendicular a direção de propagação. Ex: luz, rádio, TV. Figura 1: Onda transversal. Fonte: DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José, VILAS BOAS, Newton. Os tópicos da Física: 2° grau. São Paulo:Saraiva, 1983. v.2. p. 133. 2011/1 17 Notas de aula de Oficina de Física 18 Onda longitudinal é a que tem as mesmas direções de vibração e propagação. Ex: som. Figura 2: Onda transversal Fonte:DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José, VILAS BOAS, Newton. Os tópicos da Física: 2° grau. São Paulo:Saraiva, 1983. v.2. p. 133. Fenômenos que podem ocorrer com as ondas (em cordas ou tubos): reflexão, refração, polarização, difração, superposição, ressonância, batimento. Reflexão de uma corda com extremidade fixa: a onda sofre uma inversão de fase de 180°. Figura 3: Reflexão de uma corda com extremidade fixa. Fonte: Fonte:DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José, VILAS BOAS, Newton. Os tópicos da Física: 2° grau. São Paulo:Saraiva, 1983. v.2. p. 137. Reflexão em uma corda com extremidade livre: a onda é refletida sem mudança de fase. Figura 4: Reflexão em uma corda com extremidade livre Fonte: DOCA, Ricardo Helou; BISCUOLA, Gualter José, VILAS BOAS, Newton. Os tópicos da Física: 2° grau. São Paulo:Saraiva, 1983. v.2. p. 137. 2011/1 18 Notas de aula de Oficina de Física 19 Princípio da Superposição: “As perturbações em um ponto de um meio homogêneo atingido por ondas originadas de duas ou mais fontes, em qualquer instante, é a soma das perturbações que atingem esse ponto como se cada onda agisse isoladamente”. Obs: Interferência é o termo técnico que se refere aos efeitos físicos da superposição de dois ou mais trens de ondas. Interferência construtiva: Ocorre quando um ponto de um meio é atingido por perturbações de duas fontes, de tal forma que a amplitude resultante nesse ponto seja igual à soma das amplitudes das ondas que o atingem simultaneamente. Interferência destrutiva: Ocorre quando um ponto de um meio é atingido por perturbações de duas fontes, de tal forma que a amplitude resultante nesse ponto seja igual à diferença das amplitudes das ondas que o atingem simultaneamente. Ondas complexas são ondas resultantes da superposição de ondas de freqüências diferentes. O movimento não é harmônico simples e a forma da onda não é senoidal. Batimento é o fenômeno que resulta da superposição de duas ondas de freqüências ligeiramente diferentes. O batimento é uma perturbação de amplitude variável cuja freqüência é igual à diferença entre as freqüências das duas ondas. Ondas estacionárias são ondas resultantes da superposição de ondas de mesma freqüência que se propagam segundo a mesma direção, porém com sentidos contrários (no decorrer do tempo o perfil da onda se deforma, porém a onda não se desloca). Ventres ou antinodos: a amplitude tem um valor máximo ou mínimo. Nodos: os pontos de amplitude nula são chamados nodos e estão distanciados de . 2 Ressonância é o fenômeno que ocorre quando a amplitude de um sistema oscilante tornase relativamente grande, devido à atuação de uma série de impulsos periódicos, cuja freqüência é igual ou quase igual à freqüência natural do sistema 2011/1 19