Observação: As ondas são as que antecedem, a perturbação formada de espumas, há o transporte de energia e a oscilação, não há o transporte da matéria.

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Maria de Belem Marinho Aranha
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1 ONDAS Para a Física, a onda é uma perturbação que se propaga no espaço ou em qualquer outro meio. Elas são classificadas em relação à natureza, direção e energia de propagação.

2 Definição: As ondas são perturbações que se propagam no espaço, ou em meios materiais, transportando energia. De acordo com a sua natureza, as ondas podem ser classificadas em dois tipos:

3 Observação: As ondas são as que antecedem, a perturbação formada de espumas, há o transporte de energia e a oscilação, não há o transporte da matéria.

4 ONDAS MECÂNICAS: São as ondas que se propagam em meios materiais. Por exemplo: as ondas marítimas, ondas sonoras, ondas sísmicas etc. A descrição do comportamento desse tipo de onda é feita pelas Leis de Newton.

5 SOM - Se propaga na matéria

Sua principal característica é que não precisam de um meio material para

6 ONDAS ELETROMAGNÉTICAS: São resultado da combinação de campo elétrico com campo magnético. Sua principal característica é que não precisam de um meio material para propagarem-se. São exemplos desse tipo de onda a luz, os raios X, as micro-ondas, ondas de transmissão de sinais entre outras. Essas Leis são descritas pelas Equações de Maxwell.

7 LUZ - Se propaga no vácuo

8 Outra classificação das ondas é feita considerando-se a direção de vibração. De acordo com essa característica, uma onda pode ser definida como: Transversal: quando as partículas do meio de propagação vibram perpendicularmente à direção de propagação da onda. Um exemplo desse tipo de onda é a luz.

9 O laser visto microscopicamente, reflete a mesma propagação de uma corda, então é transversal.

10 Longitudinais: quando as partículas do meio de propagação vibram na mesma direção em que a onda se propaga, como é o caso das ondas sonoras.

11 Quando a força e o pulso estiverem na mesma direção, dizemos que é longitudinal.

12 Por fim, quanto à direção de propagação, as ondas podem ser classificadas em: Unidimensionais: quando se propagam em apenas uma direção, como a onda em uma corda;

13 Bidimensionais: se a propagação ocorre em duas direções, que é o caso da onda gerada por uma perturbação na água;

14 Ondas tridimensionais: que se propagam em três dimensões, como as ondas sonoras.

15 Propriedades das ondas Para estudar uma onda, precisamos conhecer algumas de suas propriedades, tais como: a velocidade de propagação, a amplitude, o período e a frequência. Para uma melhor compreensão dessas propriedades, veja a seguir a representação gráfica de uma onda:

16 O comprimento de onda, que pode ser representado pela letra λ, é a distância entre valores repetidos em uma forma de onda. É calculado com a equação: λ = c f Sendo: λ o comprimento de onda; c velocidade da luz no vácuo (possui valor igual a m/s); f frequência da luz.

17 A partir de λ, podemos calcular a velocidade de uma onda com a seguinte fórmula: v = λ T Sendo: v velocidade da onda; λ comprimento da onda; T período.

18 O período é definido como o espaço de tempo necessário para uma onda caminhar um comprimento de onda. A frequência é o inverso do período: f = 1 T

19 Diferença entre GHz (gigahertz) e MHz (megahertz)

20 Hertz O Hertz é uma unidade de medida de frequência, ela deriva do Sistema Internacional de Medidas. O Hertz é equivalente a ciclos por segundo e pode ser usado para medir a frequência de ondas sonoras como o rádio, as batidas do coração humano, a frequência de um processador de computador como medida de desempenho do mesmo. Alguns exemplos do uso de hertz: O coração normalmente bate a 1,2 Hz ou o equivalente a 1,2 batidas por segundo. Isto se considerar uma pessoa saudável em estado normal, descansando, por exemplo.

21 O ouvido humano percebe as ondas sonoras que são medidas em hertz, sendo normalmente percebidos valores entre 20 Hz e Hz. Algumas ondas estão acima desses valores e neste caso não podem ser percebidas pelo ouvido humano, elas são chamadas de ultrassom e quando os valores estão abaixo também não podem ser percebidas e são chamadas de infrassom. 1 hertz equivale a 1 ciclo, 10 hertz a 10 ciclos, 100 hertz a 100 ciclos e assim por diante.

22 MHz e GHz Megahertz e Gigahertz são extensões ou grandezas usadas quando os valores de hertz são muito altos e, portanto ficaria mais simples ter uma notação compatível. Sendo assim considere o seguinte: 1 MHz (megahertz) equivale a um milhão de hertz ou 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = GHz (gigahertz) equivale a um bilhão de hertz ou 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 =

23 MÚLTIPLOS NOMES SÍMBOLOS

25 Exercício de fixação 01) Para pesquisar a profundidade do oceano numa certa região, usa-se um sonar instalado num barco em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal ultra-som de frequência Hz e a resposta ao barco (eco) é de 1 segundo. Supondo que o módulo da velocidade de propagação do som na água é igual a 1500m/s, a profundidade do oceano na região considerada é de: a) 25m b) 50m c) 100m d) 750m e) 1 500m

26 2) (UNITAU) Independentemente da natureza de uma onda, sua propagação envolve, necessariamente: a) movimento de matéria; b) transporte de energia; c) transformação de energia; d) produção de energia; e) transporte de energia e de matéria.

27 3. Todas as ondas abaixo podem se propagar no vácuo, exceto: a) os ultra-sons b) os raios X c) as ondas de rádio d) os raios laser e) o ultravioleta

28 4) O som não se propaga no vácuo porque: a) é uma onda longitudinal; b) é uma onda mecânica; c) não é tridimensional; d) é uma onda eletromagnética; e) não é uma onda estacionária.

29 05. Analise as afirmativas e aponte a correta: a) Todas as ondas eletromagnéticas são visíveis. b) As ondas de rádio não se propagam no vácuo. c) As ondas sonoras têm freqüência maior que 30kHz. d) Os ultra-sons no ar são ondas mecânicas longitudinais. e) O módulo da velocidade de propagação dos sons graves no ar é maior que o dos sons agudos.

30 06. Um caçador ouve o eco de um tiro 6,os após ter disparado a arma. Sabendo-se que o som se propaga no ar com velocidade de módulo igual a 340m/s, o anteparo refletor encontra-se a uma distância igual a: a) 2 040m b) 1 020m c) 510m d) 340m e) 680m

31 07. Um jato supersônico voa paralelamente ao solo plano e horizontal com velocidade constante de módulo 425m.s -1. Um observador, em repouso em relação ao solo, ouve o ruído produzido pelo avião 12s depois de este ter passado pela vertical daquele. Adotando-se para a velocidade do som o valor 340m.s -1, pode-se afirmar que a altitude do jato é: a) 4 080m b) 5 100m c) 6 800m d) 7 420m e) 8 160m

32 08. Quando uma onda sonora se propaga no ar, numa certa direção: a) o ar, como um todo, se desloca na direção da propagação da onda; b) o ar, como um todo, se desloca na direção normal à direção de propagação da onda; c) as partículas do ar se movimentam de um lado para outro, numa direção normal à direção da propagação da onda; d) as partículas do ar se movimentam para frente e para trás, na direção da propagação da onda; e) o ar não se movimenta, apenas sua pressão aumenta e diminui sucessivamente.

33 09. (ITA) Um avião, voando horizontalmente a 4 000m de altura numa trajetória retilínea com velocidade constante, passou por um ponto A e depois por um ponto B situado a 3 000m do primeiro. Um observador no solo, parado no ponto verticalmente abaixo de B, começou a ouvir o som do avião emitido em A 4,00s segundos antes de ouvir o som proveniente de B. Se o módulo da velocidade do som no ar era de 320m/s, o módulo da velocidade do avião era de: a) 960m/s b) 750m/s c) 390m/s d) 421m/s e) 292m/s

34 10. (FUVEST) Um avião, voando paralelamente ao solo plano e horizontal, com velocidade de intensidade igual a 468km/h, a uma altitude de 500m, larga uma bomba no exato instante em que passa pela vertical de um observador parado em relação à Terra. O observador ouve o estrondo da explosão da bomba ao atingir o solo 14s depois de a mesma ter sido abandonada do avião. Se g = 10m/s 2 e a influência do ar no movimento da bomba é desprezível, pode-se concluir que a velocidade de propagação do som no local tem módulo igual a: a) 325m/s b) 330m/s c) 335m/s d) 340m/s e) 345m/s

35 11)(UFPA) Uma onda tem frequência de 10 Hz e se propaga com velocidade de 400 m/s. então, seu comprimento de onda vale, em metros. a) 0,04 b) 0,4 c) 4 d) 40 e) 400

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