Etapas na transmissão de informação EMISSÃO PROPAGAÇÃO RECEÇÃO
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- Caio Farias Rijo
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1 COMUNICAÇÕES A CURTAS DISTÂNCIAS Etapas na transmissão de informação 2 EMISSÃO O emissor (ou fonte) produz um sinal que contém a informação a transmitir PROPAGAÇÃO o sinal emitido propaga-se no espaço e no tempo 1 RECEÇÃO O recetor recebe e interpreta o sinal 1
2 SINAL 3 qualquer perturbação que seja usada para comunicar (transmitir) uma mensagem; OU alteração de uma propriedade física no meio (zona) onde está o emissor e que é transmitida para outra região do espaço, chegando a um outro ponto após algum tempo. Sinais : localização no tempo 4 Sinais de curta duração: se a propagação estiver associada a um só pulso onda solitária. (por exemplo: um tsunami) Sinais contínuos ou de longa duração: se a propagação estiver associada a uma sequência de pulsos onda persistente, por exemplo as ondas de rádio. 2
3 ONDA: propagação no espaço de uma perturbação. Uma onda, ao propagar-se, transporta e transmite energia, mas não matéria. Como a rolha, quando é atingida pela onda, não é arrastada, pode concluir-se que a onda não transporta matéria; no entanto, o facto da rolha oscilar e se movimentar na vertical implica que lhe foi fornecida energia e que esta só pode ter tido origem na onda. Velocidade de propagação Qualquer que seja o tipo de onda que se tenha, existe sempre um certo intervalo de tempo entre o instante em que o sinal (perturbação) é produzido e o instante em que este é recebido. Sabendo quanto vale esse intervalo de tempo, Δt, e conhecendo a distância entre o emissor e o receptor, d, podemos calcular a velocidade de propagação da onda: A velocidade de propagação de uma onda depende, em geral, do meio onde se propaga
4 Velocidade de propagação de vários tipos de onda Onda Meio Velocidade (m/s) 7 Luz Vazio; ar Luz Vidro Som Ar 340 Som Água 1500 Sísmica Continentes 6000 Sísmica Crosta oceânica 7000 CLASSIFICAÇÃO DAS ONDAS Quanto à natureza: Onda mecânica, a que necessita de um meio material para se propagar. exemplos: ondas sonoras, ondas do mar, ondas sísmicas... Onda eletromagnética a que não necessita de um meio material para se propagar, podendo propagar-se no vácuo. exemplos: ondas de rádio, luz (visível), raios UV, raios x, raios laser, radar 8 4
5 Classificação das ondas quanto ao modo de propagação: Sinais não periódicos ou aperiódicos: não possuem periodicidade na repetição. Onda transversal, a perturbação é perpendicular à direção de propagação da onda: Exemplos: ondas da água, ondas eletromagnéticas. 9 Onda longitudinal, a perturbação tem a direção de propagação da onda: exemplos: ondas sonoras (som) Sinais periódicos: repetem-se regularmente em intervalos de tempo fixos ( iguais ou periódicos). Características de um sinal (ou onda) periódico: Frequência, f número de oscilações completas por unidade de tempo (Hz, s -1 ) Período, T tempo necessário para completar uma oscilação (s) Amplitude, A deslocamento máximo em relação à posição de equilíbrio, produzido pela oscilação (m) 10 5
6 Amplitude de oscilação É o afastamento máximo relativamente à posição de equilíbrio; representa-se pela letra A e unidade SI é o metro (m) Comprimento de onda É a distância entre dois pontos consecutivos de uma onda que se encontram no mesmo estado de oscilação. representa-se pela letra grega lambda: unidade SI é o metro (m); depende do meio em que a onda se propaga. 11 No tempo: Se representarmos o movimento de um ponto ao longo do tempo verificamos que ele se repete periodicamente. Crista Periodicidade Vale 12 Período tempo 6
7 No espaço: Se num dado momento tirarmos uma fotografia existem vários pontos na mesma fase de vibração (por exemplo, 2 pontos sucessivos em crista ou em vale) Crista Periodicidade 13 Comprimento de onda distância Características de uma onda periódica O comprimento de onda (λ ) também pode ser definido como a distância que a onda avança ao fim de um período. Assim, podemos escrever: v d t <=> v ou v f T Vale Comprimento de onda 14 7
8 Características de uma onda periódica 15 Movimento harmónico e onda harmónica Os fenómenos ondulatórios podem ser descritos por várias funções matemáticas, mas as funções periódicas seno e coseno são as que melhor descrevem os movimentos periódicos: x( t) Asen( t) A amplitude: afastamento máximo da partícula em relação à posição Sendo: de equilíbrio (m) x elongação: afastamento da partícula em relação à posição de equilíbrio (m) num dado instante. ω frequência angular de oscilação da fonte que produz o sinal (rads -1 ): 16 2 T 8
9 1. Um sinal com f=262 Hz propaga-se no ar com ℷ=1.28 m. a) Calcular o período da onda. b) Calcular a sua velocidade. Exercícios c) Determinar o tempo que este sinal demora a percorrer 90 metros. 2. As ondas do mar chegam à entrada de um porto à razão de 30 cristas por minuto. Uma frente de onda demora 2.0 s a percorrer a distância entre 2 postes que estão a 6.0 m um do outro. Calcular: a) A frequência da oscilação. b) O comprimento de onda. 17 9
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