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FRANKLIN RINALDO E
DANILO GALDINO
FÍSICA ONDULATÓRIA ... 30.03.2020
...

ONDULATÓRIA
Prof. Franklin Rinaldo
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Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do
espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso), com velocidade
definida e de forma periódica.
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Exceto pela radiação eletromagnética, e provavelmente as ondas gravitacionais, que
podem se propagar através do vácuo, as ondas existem em um meio cuja deformação é
capaz de produzir forças de restauração através das quais elas viajam e podem transferir
energia de um lugar para outro sem que qualquer das partículas do meio seja deslocada;
isto é, a onda não transporta matéria.
Período: É o intervalo de tempo necessário para que ocorra
uma oscilação completa ou ciclo. A unidade (SI) do período
é o segundo (s).
Frequência (f) de uma onda é o número de oscilações
completas ou ciclos produzidos em cada unidade de tempo.
A unidade (SI) de frequência é o hertz (Hz).
=
4

Ondas transversais e longitudinais
Ondas transversais são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de
propagação da onda; exemplos incluem ondas em uma corda e ondas eletromagnéticas.
Ondas longitudinais são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do
movimento; um exemplo são as ondas sonoras.
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Ondas oceânicas de superfície são ondas de
superfície que ocorrem nos oceanos. São
provocadas pelo vento que cria forças de pressão
e fricção que perturbam o equilíbrio da superfície
dos oceanos. O vento transfere parte da
sua energia para a água através da fricção entre o
vento e a água. Isso faz com que as partículas à
superfície tenham um movimento elíptico, que é
uma combinação de ondas longitudinais (para a
frente e para trás) e transversais (para cima e
para baixo).
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Estudo Matemático de uma onda
• Na onda, a distância de uma crista ou um vale ao nível de equilíbrio, é denominada
amplitude (A).
• Na onda a distância que a perturbação percorre durante um período é denominada
comprimento de onda.
Voltando ao exemplo da corda, a partir dessas considerações, dizemos que o comprimento
da onda é a distância entre dois vales consecutivos ou entre duas cristas.
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Estudo Matemático de uma onda
Velocidade de propagação das ondas
Como não transportam matéria em seu movimento, é previsível que as
ondas se desloquem com velocidade contínua, logo estas devem ter um
deslocamento que valide a expressão:
8
f
.
T
v
:
temos
período
Num
ΔT
ΔS
V 






NATUREZA DE UMA ONDA: Está associada a necessidade (ou não) que uma onda tem de um
meio material físico para se propagar.
Onda mecânica é uma perturbação que se
propaga em um meio material e que é
governada pelas Leis de Newton. As ondas
mecânicas, como indica a sua definição, não se
propagam no vácuo. Quando uma onda
mecânica se propaga há um transporte
de energia cinética e potencial.
Todas as ondas mecânicas precisam de:
• Alguma origem de perturbação. Este agente
transferirá energia para o meio.
• Um meio.
• Um mecanismo físico para que as partículas
do meio influenciem umas as outras.
Ondas transversais se formam quando tocamos a água.
Note que aqui a água serve como meio e sem a água
essas ondas certamente não existiriam, caracterizando
uma onda mecânica.
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A velocidade de propagação da onda mecânica
depende da densidade e elasticidade do meio.
Ondas Mecânicas
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Um som é caracterizado por vibrações
(variação de pressão) no ar. O ser
humano normal médio consegue
distinguir, ou ouvir, sons na faixa de
frequência que se estende de 20Hz a
20.000Hz aproximadamente. Acima
deste intervalo, os sinais são
conhecidos como ultrassons e abaixo
dele, infrassons.
Ondas Mecânicas: O som
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A criação de uma imagem
digital a partir de som se
dá em 3 etapas: produção
da onda sonora, recepção
do eco e interpretação do
eco recebido.
Ondas Mecânicas: O som
Ultrassom é um som a uma frequência superior
àquela que o ouvido do ser humano pode
perceber, aproximadamente 20.000 Hz.
Dispositivos ultrassónicos operam de 20 KHz até
vários giga-hertz.
O ultrassom é usado em muitos campos.
Dispositivos ultrassônicos são usados para
detectar objetos e medir
distâncias. Ultrassonografia é usada tanto em
medicina veterinária quanto em medicina
humana. Em testes não destrutíveis, o ultrassom é
usado para detectar falhas em produtos e
estruturas. Industrialmente, o ultrassom é usado
para limpar, misturar e acelerar processos
químicos.
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Ondas Eletromagnéticas: Essas ondas são formadas por dois campos
perpendiculares entre si, um magnético (B) e um elétrico (E), ou seja, variáveis
com o tempo e com a posição e perpendiculares à direção de propagação da
onda. As ondas eletromagnéticas são transversais.
NATUREZA DE UMA ONDA
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É importante sabermos que as ondas eletromagnéticas se
propagam no vácuo e também nos meios materiais.
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Características das principais ondas Eletromagnéticas
Ondas de Rádio
"Ondas de rádio" é a denominação
dada às ondas desde frequências
muito pequenas, até 1012 Hz , acima
da qual estão os raios infravermelhos.
As ondas de rádio são geradas por
osciladores eletrônicos instalados
geralmente em um lugar alto, para
atingir uma maior região. Logo o
nome "ondas de rádio" inclui as
micro-ondas, as ondas de TV, as ondas
curtas, as ondas longas e as próprias
bandas de AM e FM.
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Ondas de rádio propriamente ditas
As ondas de rádio propriamente ditas, que vão de 104 Hz a 107 Hz , têm comprimento de
onda grande, o que permite que elas sejam refletidas pelas camadas ionizadas da
atmosfera superior (ionosfera).
Estas ondas, além disso, têm a capacidade de contornar obstáculos como árvores,
edifícios, de modo que é relativamente fácil captá-las num aparelho rádio receptor.
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Ondas de TV
As emissões de TV são feitas a partir de 5x107
Hz (50 MHz) . É costume classificar as
ondas de TV em bandas de frequência (faixa de frequência), que são:
• VHF : very high frequency (54 MHz à 216 MHZ è canal 2 à 13)
• UHF : ultra-high frequency (470 MHz à 890 MHz è canal 14 à 83)
• SHF : super-high frequency
• EHF : extremely high frequency
• VHFI : veri high frequency indeed
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Microondas
Microondas correspondem à faixa de mais alta frequência produzida por osciladores
eletrônicos
• As microondas são muito utilizadas em telecomunicações. As ligações de telefone e
programas de TV recebidos "via satélite" de outros países são feitas com o emprego de
microondas.
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As microondas também podem ser utilizadas para funcionamento de um radar. Uma
fonte emite uma radiação que atinge um objeto e volta para o ponto onde a onda foi
emitida. De acordo com a direção em que a radiação volta pode ser descoberta a
localização do objeto que refletiu a onda.
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Raios X
Os raios X foram descobertos, em 1895, pelo físico alemão Wilhelm Röntgen. Os raios X têm
freqüência alta e possuem muita energia. São capazes de atravessar muitas substâncias embora
sejam detidos por outras, principalmente pelo chumbo.
Esses raios são produzidos sempre que um feixe de elétrons dotados de energia incidem sobre
um obstáculo material. A energia cinética do feixe incidente é parcialmente transformada em
energia eletromagnética, dando origem aos raios X.
Os raios X são capazes de impressionar
uma chapa fotográfica e são muito utilizados em
radiografias, já que conseguem atravessar a pele
e os músculos da pessoa, mas são retidos pelos ossos.
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Raios Gama
As ondas eletromagnéticas com freqüência acima da dos raios X recebe o nome de raios gama
( ).
Os raios  são produzidos por desintegração natural ou artificial de elementos radioativos.
Um material radioativo pode emitir raios  durante muito tempo, até atingir uma forma mais
estável.
Raios  de alta energia podem ser observados também
nos raios cósmicos que atingem a alta atmosfera
terrestre em grande quantidade por segundo.
Os raios  podem causar graves danos às células,
de modo que os cientistas que trabalham
em laboratório de radiação devem desenvolver
métodos especiais de detecção e proteção
contra doses excessivas desses raios.
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Ressonância
Ocorre quando uma onda atinge um corpo com freqüência de
vibração igual à freqüência natural de vibração das moléculas
desse corpo. Nesse caso, o corpo ou o sistema físico passa a vibrar
com amplitudes cada vez maiores. Se o limite de elasticidade do
corpo for ultrapassado devido a esse aumento de amplitude das
vibrações, isso provoca o rompimento de suas moléculas.
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Ressonância
Oscilação forçada: quando a
força externa é contínua e
periódica e possui a mesma
frequência da oscilação livre
do sistema, haverá um efeito
de ressonância que
aumentará a amplitude do
deslocamento do bloco
A ressonância
magnética é um exame
para diagnóstico por
imagem que retrata
imagens de alta
definição dos órgãos
através da utilização de
campo magnético.
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