Fsica PROF CARLOS EDUARDO SAES MORENO ONDAS Perturbao

Física PROF. CARLOS EDUARDO SAES MORENO

ONDAS Perturbação e Onda Perturbação → modificação das condições físicas de um ponto de um meio Onda → propagação dessa perturbação Frente de Onda Pontos atingidos pela perturbação Ondas bidimensionais

ONDAS

ONDAS Ondas unidimensionais

ONDAS

ONDAS Ondas tridimensionais

ONDAS Classificação das ondas mecânicas a) Natureza eletromagnéticas b) Propagação longitudinais transversais mistas

ONDAS Toda onda transmite energia sem transportar matéria As ondas mecânicas não se propagam no vácuo

ONDAS Ondas Periódicas Toda propagação que se propaga de forma periódica, isto é, em intervalos de tempo iguais.

ONDAS Período da onda (T) → período do MHS realizado pela fonte Frequência da onda (f) → frequência do MHS realizada pela fonte Comprimento de onda (λ) → distância percorrida pela onda em um período

ONDAS Equação Fundamental da Ondulatória Crista da onda → pontos A, B e C (concordância de fase) Vale ou depressão da onda → pontos D, E e F (concordância de

ONDAS A distância entre duas frentes consecutivas é o comprimento de onda

ONDAS 1 - (FUVEST-SP) A figura representa, nos instantes t = 0 e t = 2 s, as configurações de uma corda sob tensão constante, na qual se propaga um pulso cuja forma não varia.

ONDAS a) Qual é a velocidade de propagação do pulso? Resolução: Deslocamento do pulso em 2 s → ΔS = 20 cm = 0, 2 m V = ΔS/Δt → V = 0, 2/2 →V = 0, 1 m/s = 10 cm/s b) Indique, na figura, a direção e o sentido das velocidades dos pontos materiais A e B no instante t = 0.

ONDAS 2 - Uma onda produzida numa corda se propaga com freqüência de 25 Hz. O gráfico a seguir representa a corda num dado instante. Considere a situação apresentada e os dados do gráfico para analisar as afirmações que seguem. I. O período de propagação da onda na corda é 20 s. II. A amplitude da onda estabelecida na corda é de 6, 0 cm. III. A velocidade de propagação da onda na corda é de 5, 0 m/s. IV. A onda que se estabeleceu na corda é do tipo transversal. V. A onda que se estabeleceu na corda tem comprimento de onda de 10 cm.

I. T = 1/f =1/25 → T = 0, 04 s (F) II. y de 0 a 3 → A = 3 m (F) III. V = . f → V = 0, 2. 25 → V = 5 m/s (V) IV. Direção de vibração perpendicular a direção de propagação → onda transversal (V) V. Distância entre duas cristas 20 cm → = 20 cm = 0, 2 m (F)

ONDAS 3 – (UFRJ-RJ) Uma perturbação periódica em uma corda produz ondas de freqüência 40 Hz e comprimento de onda 15 cm. Neste caso, calcule: a) o período da onda. T = 1/f → T = 1/40 → T = 0, 025 s b) a velocidade da onda. V = . f → V = 15. 40 → V = 600 cm/s 4 – (PUC-SP) Qual a velocidade de propagação de uma perturbação transversal numa corda de massa específica linear igual a 0, 01 kg/m, tracionada por uma força de 64 N? V = √F/ → V = √ 64/0, 01 → V = √ 6. 400 → V = 80 m/s

ONDAS 5 – (FUVEST-SP) Um vibrador produz, numa superfície líquida, ondas de comprimento 5, 0 cm que se propagam a velocidade de 3, 0 cm/s. a) Qual a frequência das ondas? V = . f → 3 = 5. f → f = 3/5 → f = 0, 6 Hz b) Caso o vibrador aumente apenas sua amplitude de vibração, o que ocorre com a velocidade de propagação, o comprimento e a freqüência das ondas? Não se alteram, pois a amplitude A não está relacionada com V, f, , mas apenas com a quantidade de energia transportada pela onda. Quanto maior a energia, maior a amplitude e vice-

ONDAS Reflexão de Ondas Ocorre quando a onda atinge uma superfície de separação e retorna para o mesmo meio em que se propagava. R → raio incidente R`→ raio refletido N → normal i → ângulo de incidência r → ângulo de reflexão

ONDAS Leis da Reflexão 1ª Lei: O raio incidente R, a normal N e o raio refletido R` pertencem a um mesmo plano. 2ª Lei: O ângulo de reflexão r é congruente ao ângulo de incidência i. i ≡ r Propriedades da Reflexão Na reflexão a frequência, a velocidade de propagação e o comprimento de onda não variam.

ONDAS Reflexão de Ondas Unidimensionais 1 caso: Reflexão em uma extremidade fixa Reflexão com inversão de fase 2 caso: Reflexão em uma extremidade livre Reflexão sem inversão de fase

ONDAS 1 - (UFC) A figura mostra duas fotografias de um mesmo pulso que se propaga em uma corda de 15 m de comprimento e densidade linear uniforme, tensionada ao longo da direção x. As fotografias foram tiradas em dois instantes de tempo, separados de 1, 5 s. Durante esse intervalo de tempo o pulso sofreu uma reflexão na extremidade da corda que está fixa na parede P. Observando as fotografias, verificamos que a velocidade de propagação do pulso na corda, suposta constante é: a) 4 m/s b) 6 m/s c) 8 m/s d) 10 m/s e) 12 m/s

ONDAS Resolução: Observe nas figuras que, antes da reflexão, a parte da frente da onda (que está em x = 9), até chegar à parede percorreu ΔS = 6 m e que, após a reflexão, chegou até x = 3, ou seja, percorreu ΔS = 12 m. Assim, ΔStotal = 6 + 12 = 18 m. Δt = 1, 5 s V = ΔS/Δt V = 18/1, 5 V = 12 m/s Alternativa e

ONDAS 2 - (FATEC-SP) A figura representa as cristas de uma onda propagando-se na superfície da água em direção a uma barreira. É correto afirmar que, após a reflexão na barreira: a) a freqüência das ondas aumenta b) a velocidade da onda diminui c) o comprimento da onda aumenta d) o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência e) o ângulo de reflexão é menor que o ângulo de incidência Resolução: A freqüência é a mesma (mesma fonte). A velocidade de propagação é a mesma (mesmo meio). O comprimento de onda é o mesmo. O ângulo de incidência (que o raio de onda forma com a normal no ponto de incidência) é igual ao ângulo de reflexão (que o raio refletido forma com a normal no ponto de incidência) Alternativa d