Ondulatria Classificao das Ondas Quanto a forma Transversais

Ondulatória

Classificação das Ondas • Quanto a forma Ø Transversais Ø Longitudinais • Quanto a natureza Ø Mecânicas Ø Eletromagnéticas

Ondas Transversais

Ondas Longitudinais

Ondas Mecânicas São ondas que necessitam de um meio material para se propagarem. Exemplos: Onda sonora; Ondas em cordas; Ondas na superfície de um líquido.

Ondas Eletromagnéticas Quando a onda envolve a oscilação de campos elétricos e magnéticos, dizemos que é uma onda eletromagnética.

Ondas Eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas são classificadas de acordo com sua freqüência. Veja esquema a seguir.

Ondas Eletromagnéticas É possível verificar que a oscilação de campos elétricos e magnéticos não depende da existência de meio material. Por isso, a propagação da luz pode ocorrer em diversos meios, inclusive o vácuo. No vácuo, todas as radiações eletromagnéticas viajam com a mesma velocidade c = 3. 108 m/s. Nos demais meios materiais, a velocidade da onda eletromagnética depende da freqüência. Por exemplo, no interior da água a luz vermelha tem velocidade superior à da luz azul. Porém ambas são inferiores a 3. 108 m/s.

Polarização

Polarização

Elementos de uma Onda

Amplitude (A)

Cristas e Vales

Comprimento de Onda ( )

Comprimento de Onda ( )

Período (T) É o tempo necessário para que uma onda percorra um comprimento de onda, ou seja, é o tempo de duração de uma oscilação completa.

Frequência (f) Frequência [ Hz ] Período [s]

Equação fundamental da ondulatória

Equação fundamental da ondulatória Velocidade de propagação Comprimento de onda [ m/s ] [m] Frequência [ Hz ]

Ondas em Cordas

Reflexão

Refração

Refração

Ondas em Líquidos

Representação

Reflexão

Reflexão

Refração

Refração

Acústica A Natureza do Som

O que é onda sonora? Onda sonora é uma onda longitudinal mecânica (portanto só se propaga em um meio material), cuja freqüência está compreendida, aproximadamente, entre 20 Hz e 20. 000 Hz.

Infra-som e Ultra-som Infra-som é uma onda longitudinal mecânica com freqüência inferior a 20 Hz; Ultra-som é uma onda longitudinal com freqüência superior a 20. 000 Hz.

Velocidade de propagação Depende do meio de propagação, sendo: Vsólidos > Vlíqüidos > Vgases Também há influência da temperatura do meio, quanto maior a temperatura maior a velocidade do som. Não depende da pressão, freqüência e comprimento de onda.

Características do som Os sons simples distinguem-se uns dos outros por duas características, a saber, INTENSIDADE e ALTURA; os sons compostos, além daquelas, diferenciam-se pelo TIMBRE.

Intensidade Sonora Está ligada à amplitude das vibrações; (e, portanto à energia transportada pela onda sonora É a qualidade pela qual um som forte (grande amplitude — muita energia) se distingue de um som fraco (pequena amplitude — pouca energia).

Intensidade Sonora

Intensidade Média de uma onda

Onde: S área da superfície da onda; t intervalo de tempo; PM potência média; No SI, a intensidade média (IM) de uma onda é medida em W/m 2.

Nível de Intensidade Sonora nível de intensidade sonora e é medido em d. B (decibel) I intensidade sonora da onda; I 0 = 10 -12 W/m 2

Altura do Som A altura do som está ligada unicamente à sua freqüência; É a qualidade pela qual um som grave se distingue de um som agudo; Som baixo frequência baixa som grave Som alto frequência alta som agudo

Altura do Som

Altura do Som

Timbre É uma qualidade da fonte sonora; É uma função do conjunto de harmônicos que compõem a onda sonora gerada. É através do timbre que podemos diferenciar a mesma nota musical emitida por dois instrumentos diferentes.

Timbre

Timbre

Cordas Vibrantes

1º harmônico ou modo fundamental

Freqüências naturais de vibração

Equação de Lagrange-Helmholtz Número de ventres Tração na corda Freqüência Comprimento da corda Densidade Linear

Tubo Sonoro Aberto

Tubo Sonoro Fechado

Efeito Doppler

Observação: Considera-se o sentido positivo sempre o sentido que vai do receptor para a fonte sonora.

MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES

Movimento Harmônico Simples

Características de um MHS O corpo em MHS repete seu estado cinemático (mesma posição, mesmo vetor velocidade e mesmo vetor aceleração) em intervalos de tempo iguais [período (T)]. O corpo realiza um movimento de vai-e-vem em uma trajetória que é um segmento de reta ou, pelo menos, muito próximo de um segmento de reta. A resultante tem comportamento análogo ao da força elástica, ou seja, R = constante ⋅ |x|, onde x é a posição do corpo, sendo assim a resultante é restauradora, isto é, ela sempre aponta para a posição de equilíbrio.

Grandezas de um MHS Período é o menor intervalo de tempo para que uma situação física se repita. Por exemplo, é o tempo para o corpo abandonado em A retorne ao ponto A. Freqüência de um MHS é o número de vezes que uma dada situação física se repete, em uma determinada unidade de tempo. A expressão 2π/T aparece inúmeras vezes nas deduções de MHS. Daí a idéia de se definir uma grandeza física denominada pulsação (ω).

Nomenclatura A abscissa (x) de um corpo em MHS, também chamada elongação, varia entre um máximo e um mínimo. Denominamos amplitude (A) do movimento ao valor máximo da elongação. Como o movimento é simétrico em relação à posição, de equilíbrio, adotando-se a origem nessa posição, o valor de x está compreendido entre –A e A. Em símbolos: –A x A

Descrevendo uma oscilação

Gráficos Resultante(R) e abscissa(x) sempre possuem sentidos opostos.

Equação Fundamental do MHS A intensidade da aceleração é diretamente proporcional à intensidade da elongação. O sinal negativo da expressão indica que, no MHS, a aceleração tem sempre o sentido contrário à elongação. Como o MHS é um movimento retilíneo, a aceleração centrípeta é nula. Logo, nesse movimento a aceleração escalar e a vetorial têm intensidades iguais. ω = 2π/T é a pulsação do movimento.

Dinâmica do sistema massa-mola

Sistema massa-mola

Sistema massa-mola

Observação:

Conclusões O período do sistema massa–mola não depende da aceleração gravitacional g. O período do sistema massa–mola não depende da amplitude de oscilação A. O período do sistema massa–mola não depende da direção de vibração do sistema. O período do sistema massa–mola só depende das características do próprio sistema, ou seja, da massa (m) do corpo e da constante elástica (k) da mola.

Dinâmica do pêndulo simples

Pêndulo Simples ( <5 )

Pêndulo Simples ( <5 )

Conclusões O período de oscilação depende do comprimento do fio; O período de oscilação Depende da aceleração local da gravidade g; O período de oscilação não depende da amplitude da oscilação (desde que o pêndulo esteja na condição de pequena oscilação); O período de oscilação não depende da massa do corpo.

Relógio de Pêndulo Se o período T aumentar, o pêndulo oscilará mais lentamente, e o relógio deverá se atrasar. Se o período T diminuir, o pêndulo oscilará mais rapidamente, e o relógio deverá se adiantar.

Descrevendo uma oscilação