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Victorio Sousa Esteves
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2 Pulso é uma perturbação que se propaga tanto em meios materiais como imateriais (vácuo) dependendo de sua natureza. Dan Russell Onda é uma sequência de pulsos. Pulsos e ondas sempre transportam energia, jamais matéria.

3 Classificação das ondas: quanto às direções de propagação/vibração Transversal propagação oscilação Longitudinal propagação oscilação Toda onda tem dois movimentos associados: o de propagação e o de oscilação.

4 Classificação das ondas: quanto às dimensões Unidimensionais x Bidimensionais y x y Tridimensionais x z

5 Classificação das ondas: quanto à natureza Mecânicas Surgem de ações mecânicas, matéria sobre matéria. Logo, a perturbação é feita nas partículas do meio que passam a oscilar na medida em que a onda vai se propagando. Se retirarmos o meio, a onda mecânica desaparece. Ondas mecânicas não podem existir no vácuo. Ondas mecânicas podem ser transversais ou longitudinais. Eletromagnéticas B E São campos elétricos (E) e magnéticos (B) que oscilam enquanto viajam. Note que a oscilação não está no meio mas nos campos. Logo, se retirarmos o meio, a onda continua existindo. Ondas eletromagnéticas podem existir no vácuo. Ondas eletromagnéticas são sempre transversais.

6 LUZ SOM Eletromagnética Transversal Tridimensional Mecânica Longitudinal Tridimensional

7 Espectro Eletromagnético: todas as famílias de ondas eletromagnéticas No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas propagam-se com a mesma velocidade cujo valor aproximado é c = km/s = km/s = m/s Nos demais meios, a velocidade da onda eletromagnética depende das características do meio (substância, densidade, etc.) e da frequência da onda.

8 Exercício 1 (PUC-MG 2015) Estações de rádio operam em frequências diferentes umas das outras. Considere duas estações que operam com frequências de 600 quilohertz e de 900 quilohertz. Assinale a afirmativa correta. a) Essas estações emitem ondas com o mesmo comprimento. b) As ondas emitidas por elas propagam-se com a mesma velocidade. c) A estação que opera com menor frequência também emite ondas de menor comprimento. d) A velocidade de propagação das ondas emitidas pela estação que opera com 900 quilohertz é 1,5 vezes maior que a velocidade das ondas emitida pela outra estação. Resolução No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas propagam-se com a mesma velocidade que é a conhecida velocidade da luz no vácuo: c m/s. No ar a diferença é mínima e todas as radiações eletromagnéticas propagam-se praticamente com a mesma velocidade c m/s.

9 Extra 1 Analise as afirmações a seguir. I. A luz amarela e a luz verde têm a mesma frequência. Diferentes cores têm diferentes frequências. II. No interior da água, a luz vermelha se propaga mais rapidamente que a luz azul. Ao passar do vácuo para a água, a luz azul sofre maior desvio em comparação com a luz vermelha. Logo, a luz azul terá menor velocidade que a luz vermelha. O índice de refração da água para a luz azul é maior do que para a luz vermelha. III. Todas as ondas eletromagnéticas se propagam com a mesma velocidade c no vácuo. O índice de refração do vácuo vale 1 para todas as ondas, de todas as diferentes frequências. Podemos afirmar que são corretas: a) todas. b) I e II. c) I e III. d) II e III. e) apenas III.

10 Exercício 3 (Enem 2014) Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor. WENDLING, M. Sensores. Disponível em: <www2.feg.unesp.br>. Acesso em: 7 maio 2014 (Adapt.). A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência a) da luz visível. b) do ultravioleta. c) do infravermelho. d) das micro-ondas. e) das ondas longas de rádio. Resolução O corpo humano emite ondas de calor, ou seja, radiação predominantemente na faixa do infravermelho que é captada pelo detector.

11 Extra 2 (UFSC) Assinale a opção que ordena, do menor para o maior comprimento de onda, as radiações a seguir. I. Radiação visível. II. Radiação ultravioleta. III. Radiação infravermelha. I. Ondas de rádio.. Raio X. I. Raio g. a) II; III; I; I; ; I. b) I; ; II; I; III; I. c) ; I; III; II; I; I. d) I; III; II; I; I;. e) ; III; I; I; II; I.

12 Extra 2 Resolução I. Radiação visível. II. Radiação ultravioleta. III. Radiação infravermelha. I. Ondas de rádio.. Raio X. I. Raio γ. Quanto maior f, menor l! l g < l RX < l U < l vis < l I < l rádio : I - - II - I - III - I Alternativa: B.

13 Exercício 4 (UFRJ) A figura representa a fotografia, em um determinado instante, de uma corda na qual se propaga um pulso assimétrico para a direita. Seja t A o intervalo de tempo necessário para que o ponto A da corda chegue ao topo do pulso e seja t B o intervalo de tempo necessário para que o ponto B da corda retorne à sua posição horizontal de equilíbrio. Tendo em conta as distâncias indicadas na figura, calcule a razão t A / t B.

14 Exercício 4 Resolução Para A subir ao máximo, o pulso assimétrico deve percorrer 20 cm. Para B (que já é máximo) voltar à posição de repouso da corda, o pulso assimétrico deve percorrer 60 cm. S t t S t t A B S S t t A B

Se ela for presa em seus extremos e esticada por uma força tensora F T, se

15 Uma corda de massa m e comprimento L tem densidade linear de massa m dada por m = m/l. Se ela for presa em seus extremos e esticada por uma força tensora F T, se for perturbada, vai suportar ondas que viajam com velocidade dada por: Equação de Taylor FT m F T m L F T d L F T d L A L m d m d F T d A

16 Exercício 5 (UEL) A velocidade de propagação v de um pulso transversal numa corda depende da força de tração T com que a corda é esticada e de sua densidade linear d (massa por unidade de comprimento): T d Um cabo de aço, com 2,0 m de comprimento e 200 g de massa, é esticado com força de tração de 40 N. A velocidade de propagação de um pulso nesse cabo é, em m/s: a) 1,0 b) 2,0 c) 4,0 d) 20 e) 40

17 Exercício 5 Resolução T d T T d m L 40 0, m TUDO 40 0,1 400 NO s S.I. Alternativa: D

Exercício 6 (FMJ-CE) A figura mostra uma corda de massa m, submetida a uma força de tração de intensidade T = 24 N, tendo suas extremidades presas a dois suportes fixos A e B.

18 Exercício 6 (FMJ-CE) A figura mostra uma corda de massa m, submetida a uma força de tração de intensidade T = 24 N, tendo suas extremidades presas a dois suportes fixos A e B. Determine a massa de m, em quilogramas, sabendo que a velocidade de propagação do pulso é v = 40 m/s. Resolução F 2 T m F T 2 m L F L m 2 T m FT L 2 m 0,03 kg TUDO NO S.I.

19 Exercício 2 Duas cordas vibrantes, A e B, são submetidas à mesma tração. A densidade linear de A é o dobro da densidade linear de B e o comprimento de A é a metade do comprimento de B. Quanto aos sons fundamentais emitidos por essas cordas: a) têm a mesma frequência. b) o som emitido por A é mais agudo. c) o som emitido por B é mais agudo. d) o som emitido por A é tão agudo quanto o emitido por B. e) n.d.a.

20 FORA DO CONTEXTO DA AULA! Duas cordas vibrantes, A e B, são submetidas à mesma tração. F F F A B Exercício 2 A densidade linear de A é o dobro da densidade linear de B... mb m ma 2m... e o comprimento de A é a metade do comprimento de B. l f f l Numa corda fixa nos dois extremos, o harmônico fundamental (n = 1) corresponde a meio comprimento de onda: L = l 1 /2. Logo, l 1 = 2L. LA L LB 2L 1 FT f1 l 2L 2L m 1 1 F 1 f1b 22L m 4L F m 1 F 1 F 1 F f1a 2L 2m 2 2L m 2,8L m f f 1B 1A Som A mais agudo que som B! Alternativa: B

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