PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO
   PROGRAMA SUPLEMENTAR FOCO VESTIBULAR




       FÍSICA AULA 9
Afinal, o que é uma ONDA?!
•Perturbação denomina-se pulso;

 •O movimento do pulso denomina-se onda;

       •Toda onda possui uma fonte;

         Finalidade das ONDAS:


TRANSPORTAR ENERGIA SEM PROPAGAR
            MÁTERIA.
Classificação das Ondas
                              Direção/Forma
       Natureza
                         •Ondas transversais:
•Ondas mecânicas:        Vibração perpendicular á
Necessitam de um meio direção de propagação
material
                         •Ondas longitudinais:
                         Vibração e propagação
•Ondas eletromagnéticas: na    mesma      direção
Não necessitam de um (Unidimensionais, Bidim
meio material            ensionais, Tridimensiona
                         is)
Ondas Eletromagnéticas
                • A onda envolve a
                 oscilação de campos
                       elétricos e
                 magnéticos, dizemos
                   que é uma onda
                  eletromagnética.


                     • As ondas
                eletromagnéticas são
                    classificadas de
                    acordo com sua
                  freqüência. Veja o
                  esquema ao lado.
EXEMPLOS
    Mecânica:            Eletromagnética:




Som; ondas em uma    Luz; ondas de rádio ou tv;
   corda ou uma             raios x, micro-
   mola, ondas na             ondas, etc.
    superfície de
    líquidos, etc.
OBSERVAÇÕES

   A natureza do som é mecânica, sendo
    assim, não se propaga no vácuo.



   A natureza da luz é
    eletromagnética, portanto, se propaga no
    vácuo.
EXEMPLOS
  Transversais:          Longitudinais:




                       Onda em uma mola.
  Todas as ondas
eletromagnéticas, on
     das em uma
      corda, etc.
Mistas
   São ondas em que a vibração ocorrem em
    mais de uma direção mas sempre formando
    movimentos que acompanham a direção de
    propagação.




Exemplo: Onda no mar.
Elementos de uma Onda


AMPLITUDE:




                    CRISTAS E
                     VALES:
Comprimento de Onda ( )




Corresponde a distância entre duas cristas
 consecutivas ou dois vales consecutivos
Elementos de uma Onda
Frequência (f): É o número de vibrações em um
  determinado intervalo de tempo.
               Onde: n é o número de vibrações
               e Δt é o intervalo de tempo.


Período (T): quantidade de tempo correspondente a
uma vibração completa. Portanto tenho que Δt=T e
n=1
Velocidade propagação (v)
Fenômenos
   Reflexão: Ocorre quando uma onda retorna ao
    meio de origem, após sua incidência.




    Quando extremidade fixa, ocorre inversão de fase.
Quando extremidade móvel, a fase segue a mesma.
Fenômenos
   Refração: quando uma onda passa de um meio
    de menor densidade (μ1) para outro de maior
    densidade (μ2).
                                     fA    fB
                                    VA     VB
                                      A      B
Fenômenos
   Difração: A onda “contorna” obstáculos. Normalmente
    isto ocorre quando as dimensões dos obstáculos ou
    fendas são iguais ou menores que a ordem de
    grandeza do comprimento de onda.
   Interferência: Quando há suposições de ondas de
    mesma natureza
Princípio da Superposição
       http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html

   Duas ou mais ondas se propagam simultaneamente
    num mesmo meio, ocorre o princípio da superposição
    de ondas;
   duas ondas com a mesma amplitude, o mesmo
    comprimento e a mesma fase; a diferença de fase
    entre elas é zero. Nesse caso, a interferência é
    chamada de construtiva;
   as duas ondas têm uma diferença de fase de meio
    onda. Isso faz com que um alto de uma delas coincida
    com          um        baixo         da        outra.
    Acontece, então, uma interferência destrutiva.
Ondas estacionárias
     Na superposição de duas ondas de mesma
frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de
      onda, mesma direção e sentidos opostos
         As perturbações se contrapõem
    Sistemas Vibrantes: Cordas vibrantes
Corda fixa em ambas extremidades
Tubo sonoro aberto de ambos lados
RESSONÂNCIA
•Quando a frequência de vibração da fonte for igual ou
aproximadamente igual á frequência natural do tubo
ocorre a ressonância.

•Fração da energia do vibrador é transformada em
energia sonora aumentando a amplitude das vibrações
com frequências próximas da fonte.



                 http://youtu.be/dvRHK4yA8rc
RESSONÂNCIA: Tubo fechado em uma
         extremidade
                                   4L1
                               v     v
                      f
                                    4L1
                                   m
                          Lm
                                   4
                      m= 1, 3, 5 e 7
SOM
movimento das moléculas muda densidade,
diferenças de densidade  diferenças de
pressão movimento das moléculas.




   Amplitude de som : 2 10-10 bar para 0 decibel
   Intensidade =10log10(I/Iref)= 20log(P/Pref) [db]
   60 db é normal, 150 db dói.
Infrasom                          Ultrasom


           20Hz                  20kHz
                  Frequência f
A 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
O ultra-som é refletido de cada
interface e o tempo de retorno do
eco dependerá da profundidade a
qual ocorreu a interface.

         L = vt
Focoaula9

Focoaula9

  • 1.
    PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICADE SÃO PAULO PROGRAMA SUPLEMENTAR FOCO VESTIBULAR FÍSICA AULA 9
  • 2.
    Afinal, o queé uma ONDA?!
  • 3.
    •Perturbação denomina-se pulso; •O movimento do pulso denomina-se onda; •Toda onda possui uma fonte; Finalidade das ONDAS: TRANSPORTAR ENERGIA SEM PROPAGAR MÁTERIA.
  • 4.
    Classificação das Ondas Direção/Forma Natureza •Ondas transversais: •Ondas mecânicas: Vibração perpendicular á Necessitam de um meio direção de propagação material •Ondas longitudinais: Vibração e propagação •Ondas eletromagnéticas: na mesma direção Não necessitam de um (Unidimensionais, Bidim meio material ensionais, Tridimensiona is)
  • 5.
    Ondas Eletromagnéticas • A onda envolve a oscilação de campos elétricos e magnéticos, dizemos que é uma onda eletromagnética. • As ondas eletromagnéticas são classificadas de acordo com sua freqüência. Veja o esquema ao lado.
  • 6.
    EXEMPLOS Mecânica: Eletromagnética: Som; ondas em uma Luz; ondas de rádio ou tv; corda ou uma raios x, micro- mola, ondas na ondas, etc. superfície de líquidos, etc.
  • 7.
    OBSERVAÇÕES  A natureza do som é mecânica, sendo assim, não se propaga no vácuo.  A natureza da luz é eletromagnética, portanto, se propaga no vácuo.
  • 8.
    EXEMPLOS Transversais: Longitudinais: Onda em uma mola. Todas as ondas eletromagnéticas, on das em uma corda, etc.
  • 9.
    Mistas  São ondas em que a vibração ocorrem em mais de uma direção mas sempre formando movimentos que acompanham a direção de propagação. Exemplo: Onda no mar.
  • 10.
    Elementos de umaOnda AMPLITUDE: CRISTAS E VALES:
  • 11.
    Comprimento de Onda( ) Corresponde a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos
  • 12.
    Elementos de umaOnda Frequência (f): É o número de vibrações em um determinado intervalo de tempo. Onde: n é o número de vibrações e Δt é o intervalo de tempo. Período (T): quantidade de tempo correspondente a uma vibração completa. Portanto tenho que Δt=T e n=1
  • 13.
  • 14.
    Fenômenos  Reflexão: Ocorre quando uma onda retorna ao meio de origem, após sua incidência. Quando extremidade fixa, ocorre inversão de fase. Quando extremidade móvel, a fase segue a mesma.
  • 15.
    Fenômenos  Refração: quando uma onda passa de um meio de menor densidade (μ1) para outro de maior densidade (μ2). fA fB VA VB A B
  • 16.
    Fenômenos  Difração: A onda “contorna” obstáculos. Normalmente isto ocorre quando as dimensões dos obstáculos ou fendas são iguais ou menores que a ordem de grandeza do comprimento de onda.  Interferência: Quando há suposições de ondas de mesma natureza
  • 17.
    Princípio da Superposição http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html  Duas ou mais ondas se propagam simultaneamente num mesmo meio, ocorre o princípio da superposição de ondas;  duas ondas com a mesma amplitude, o mesmo comprimento e a mesma fase; a diferença de fase entre elas é zero. Nesse caso, a interferência é chamada de construtiva;  as duas ondas têm uma diferença de fase de meio onda. Isso faz com que um alto de uma delas coincida com um baixo da outra. Acontece, então, uma interferência destrutiva.
  • 18.
    Ondas estacionárias Na superposição de duas ondas de mesma frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos As perturbações se contrapõem Sistemas Vibrantes: Cordas vibrantes
  • 19.
    Corda fixa emambas extremidades
  • 20.
    Tubo sonoro abertode ambos lados
  • 21.
    RESSONÂNCIA •Quando a frequênciade vibração da fonte for igual ou aproximadamente igual á frequência natural do tubo ocorre a ressonância. •Fração da energia do vibrador é transformada em energia sonora aumentando a amplitude das vibrações com frequências próximas da fonte. http://youtu.be/dvRHK4yA8rc
  • 22.
    RESSONÂNCIA: Tubo fechadoem uma extremidade 4L1 v v f 4L1 m Lm 4 m= 1, 3, 5 e 7
  • 23.
    SOM movimento das moléculasmuda densidade, diferenças de densidade  diferenças de pressão movimento das moléculas. Amplitude de som : 2 10-10 bar para 0 decibel Intensidade =10log10(I/Iref)= 20log(P/Pref) [db] 60 db é normal, 150 db dói.
  • 24.
    Infrasom Ultrasom 20Hz 20kHz Frequência f
  • 25.
    A altura dosom • 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
  • 26.
    O ultra-som érefletido de cada interface e o tempo de retorno do eco dependerá da profundidade a qual ocorreu a interface. L = vt