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Ondulatória

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1.  Onda é uma perturbação que se propaga pelos pontos do meio onde foi gerada. 2.  Onda é uma perturbação que se propaga pelos pontos do meio onde foi…
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  • 1.  Onda é uma perturbação que se propaga pelos pontos do meio onde foi gerada.
  • 2.  Onda é uma perturbação que se propaga pelos pontos do meio onde foi gerada.  A principal propriedade física da propagação ondulatória pode ser assim enunciada: Uma onda transfere energia de um ponto a outro sem o transporte de matéria entre os pontos.
  • 3.  Onda é uma perturbação que se propaga pelos pontos do meio onde foi gerada.  A principal propriedade física da propagação ondulatória pode ser assim enunciada: Uma onda transfere energia de um ponto a outro sem o transporte de matéria entre os pontos.
  • 4. Quanto à sua natureza, as ondas se classificam em mecânicas e eletromagnéticas.  Ondas mecânicas são aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. O som é uma onda mecânica!!!
  • 5. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. Quanto à sua natureza, as ondas se classificam em mecânicas e eletromagnéticas.  Ondas mecânicas são aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material.
  • 6. Essas ondas não necessitam obrigatoriamente de um meio material para se propagarem. Quanto à sua natureza, as ondas se classificam em mecânicas e eletromagnéticas.  Ondas eletromagnéticas são aquelas originadas por cargas elétricas oscilantes (aceleradas), como elétrons oscilando na antena transmissora de uma estação de rádio ou TV.
  • 7. Denominam-se ondas transversais aquelas em que a direção de propagação da onda é perpendicular à direção de vibração. Ondas que se propagam numa corda e ondas eletromagnéticas são exemplos de ondas transversais.
  • 8. Denominam-se ondas longitudinais aquelas em que a direção de propagação da onda coincide com a direção de vibração. O som se propaga nos gases e nos líquidos por meio de ondas longitudinais.
  • 9. Denominam-se ondas longitudinais aquelas em que a direção de propagação da onda coincide com a direção de vibração. Onda sonora no ar STUDIOCAPARROZ
  • 10. Denominam-se ondas mistas aquelas em que as partículas do meio vibram transversal e longitudinalmente, ao mesmo tempo. As ondas que se propagam na superfície de um líquido são ondas mistas.
  • 11. Denominam-se ondas mistas aquelas em que as partículas do meio vibram transversal e longitudinalmente, ao mesmo tempo. Ondas mistas na água Sentido da propagação Vale Crista ADILSONSECCO
  • 12. Resumindo tudo:
  • 13. Quanto à direção de propagação, as ondas podem ser:  Ondas unidimensionais: só se propagam em uma direção (uma dimensão), como uma onda em uma corda.  Ondas bidimensionais: se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano), como a onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água.  Ondas tridimensionais: se propagam em todas as direções possíveis, como ondas sonoras, a luz, etc.
  • 14. Quanto à direção de propagação, as ondas podem ser:  Ondas unidimensionais: só se propagam em uma direção (uma dimensão), como uma onda em uma corda. Perturbação ou pulso unidimensional em uma corda tensa.
  • 15. Quanto à direção de propagação, as ondas podem ser: Ondas na superfície da água ZIGACAMERNIK/SHUTTERSTOCK  Ondas bidimensionais: se propagam em duas direções (x e y do plano cartesiano), como a onda provocada pela queda de um objeto na superfície da água.
  • 16. Quanto à direção de propagação, as ondas podem ser:  Ondas tridimensionais: se propagam em todas as direções possíveis, como ondas sonoras, a luz, etc. Ondas sonoras esféricas produzidas pelo disparo de um tiro
  • 17. v é a velocidade de propagação da onda A é a amplitude da onda λ é o comprimento da onda Vamos utilizar a representação esquemática de ondas “senoidais” para representar algumas grandezas físicas associadas as ondas.
  • 18. Vamos considerar agora uma onda periódica, ou seja, aquela que recebe pulsos em intervalos de tempo iguais e, portanto, passam por um mesmo ponto com a mesma frequência. 𝑣 = 𝜆𝑓 Onde:  v é a velocidade de propagação da onda  f é a frequência da onda  λ é o comprimento da onda 𝑇 = 1 𝑓 T é o período de oscilação da onda
  • 19. 1- A figura abaixo representa a forma de uma corda, num determinado instante, por onde se propaga uma onda. Sabendo que a velocidade dessa onda é de 6 cm/s, determine: a) o comprimento de onda; b) a frequência.
  • 20. 2- Um oscilador é ligado a uma corda tensa e em 6 s produz ondas que assumem o aspecto indicado abaixo: A distância entre duas cristas sucessivas é de 20 cm. Determine: a) a frequência da onda; b) a velocidade de propagação da onda na corda.
  • 21. 3- Uma fonte produz ondas periódicas na superfície de um lago. Essas ondas percorrem 250 cm em 2 s. A distância entre duas cristas sucessivas de onda é 25 cm. Determine: a) a velocidade de propagação da onda; b) o comprimento de onda; c) a frequência. 4- Uma estação de rádio transmite em FM na frequência de 100 MHz. A velocidade de propagação das ondas de rádio é de 3.108 m/s. Em qual comprimento de onda a estação está transmitindo?
  • 22. Denominamos de densidade linear (μ) de uma corda homogênea, de seção transversal constante, que possui massa (m) e comprimento (L), à expressão: Assim, a velocidade (V) de propagação do pulso na corda será dada por: Onde T é a força que tenciona a corda.
  • 23. Observe que a energia que se propaga com o pulso é em parte cinética e em parte potencial elástica. À medida que o pulso se propaga, a parte dianteira da corda se move para cima, e a parte traseira, para baixo
  • 24. 5- Um fio de aço de massa 50 g tem 2,0 m de comprimento e está tracionado com uma força de intensidade 10 N. Determinar para esse fio: a) a densidade linear de massa µ em kg/m; b) a velocidade de propagação v dos pulsos de onda transversais, em m/s.
  • 25. 6- (IFSUL 2017) Quem é o companheiro inseparável do gaúcho na lida do campo? O cachorro, que com seu latido, ajuda a manter o gado na tropa. Com base nessa afirmação, preencha as lacunas da frase a seguir. As ondas sonoras são classificadas como ondas __________ e as de maior __________ têm menor __________. Os termos que preenchem correta e respectivamente o período acima são: a) longitudinais - frequência – comprimento de onda. b) transversais - frequência – velocidade. c) longitudinais - velocidade - comprimento de onda. d) transversais - velocidade – frequência. a) longitudinais - frequência – comprimento de onda.
  • 26. 7- (Mackenzie-SP) Considere as seguintes afirmações: I- As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. II- As ondas eletromagnéticas se propagam somente no vácuo. III- A luz se propaga tanto no vácuo como em meios materiais, por isso é uma onda eletromecânica. Assinale: a) se somente a afirmação I for verdadeira. b) se somente a afirmação II for verdadeira. c) se somente as afirmações I e II forem verdadeiras. d) se somente as afirmações I e III forem verdadeiras. e) se as três afirmações forem verdadeiras. a) se somente a afirmação I for verdadeira.
  • 27. 8- (Mackenzie 2017) Um pescador observa que seu barco oscila na direção vertical, para baixo e para cima 200 vezes em 50 s. O período de uma oscilação do barco é: a) 4,0 s b) 2,0 s c) 1,0 s d) 0,50 s e) 0,25 se) 0,25 s 9- (UEG 2017) As ondas em um oceano possuem 6,0 metros de distância entre cristas sucessivas. Se as cristas se deslocam 12 m a cada 4,0 s qual seria a frequência, em Hz, de uma boia colocada nesse oceano? a) 1,80 b) 1,50 c) 1,00 d) 1,20 e) 0,50e) 0,50
  • 28. 10- (Vunesp) A figura reproduz duas fotografias instantâneas de uma onda que se deslocou para a direita numa corda. a) Qual é o comprimento de onda dessa onda? b) Sabendo-se que, no intervalo de tempo entre as duas fotos, 1/10 s a onda se deslocou menos que um comprimento de onda, determine a velocidade de propagação e a frequência dessa onda.
  • 29. 11- (ENEM – 2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração. Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80cm. Disponível em: www.ufsm.br. Acesso em 7 dez. 2012 (adaptado) Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de: a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0. d) 1,9. e) 3,7. c) 1,0.
  • 30. 12- (ENEM – 2012) Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de a) baixa intensidade. b) baixa frequência. c) um espectro contínuo. d) amplitude inadequada. e) curto comprimento de onda. b) baixa frequência.
  • 31. 13- (ENEM – 2012) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, a) maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. d) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s. b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. OBS: A velocidade de propagação não se altera, pois depende do meio em que ela é propagada. No caso, ocorre é uma queda da frequência de duas gotas para uma por segundo.
  • 32. Quando um pulso atinge a extremidade de uma corda, verifica-se que ele retorna, propagando-se de volta para a fonte. Esse fenômeno é denominado reflexão do pulso e ocorre seja a extremidade da corda fixa, seja livre.  Na corda fixa há a inversão de fase, pois a parede oferece resistência ao pulso que se propaga e tenta "levantar" a parede. A parede exerce uma força contrária (ação e reação) e o pulso volta invertido.
  • 33. Quando um pulso atinge a extremidade de uma corda, verifica-se que ele retorna, propagando-se de volta para a fonte. Esse fenômeno é denominado reflexão do pulso e ocorre seja a extremidade da corda fixa, seja livre.  Na corda livre não há inversão de fase, o pulso retorna do mesmo modo, pois a parte livre não oferece resistência.
  • 34. IMPORTANTE: A reflexão sonora ocorre como qualquer onda. Contudo, o ouvido humano só reconhece sons distintos quando há um intervalo superior a 0,1 segundo entre esses sons. Assim:  quando o som emitido retorna ao emissor em um intervalo praticamente nulo é chamado reforço.  quando retorna em um intervalo entre 0 e 0,1s é a chamada reverberação.  quando retorna após 0,1s essa reflexão é chamada de eco.
  • 35. Mudança de velocidade de uma onda em uma corda que ocorre quando há cordas de densidades lineares diferentes.  Na corda fina o pulso refratado terá maior velocidade e maior comprimento de onda.  Observe que há também o surgimento de um pulso refletido que retorna na mesma fase (a corda fina não oferece resistência, funciona como reflexão de corda livre).
  • 36. Mudança de velocidade de uma onda em uma corda que ocorre quando há cordas de densidades lineares diferentes.  Na corda fina o pulso refratado terá menor velocidade e menor comprimento de onda.  Observe que há também o surgimento de um pulso refletido que retorna na fase oposta (a corda grossa oferece resistência, funciona como reflexão de corda fixa).
  • 37. Como a frequência não se modifica quando um pulso passa de um meio para o outro, podemos utilizar a fórmula: fA = fB 
  • 38. 14- (UFV-MG) A figura mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade v1 = 12 m/s numa corda AB cuja densidade linear é μ1. Essa corda está ligada a uma outra, BC, cuja densidade linear é μ2 sendo a velocidade de propagação da onda v2 = 8m/s. Calcule: a) o comprimento da onda quando se propaga na corda BC; b) a frequência da onda.
  • 39. 15- Considere um trem de ondas periódicas que se propaga em um meio 1 com velocidade de 2,0 m/s e comprimento de onda de 0,5 m. Essas ondas incidem na fronteira que separa o meio 1 do meio 2 e, nesse novo meio, as ondas passam a se propagar com velocidade de 1,6 m/s. Determine: a) a frequência das ondas nos meios 1 e 2, em Hz; b) o comprimento de onda dessas ondas no meio 2.
  • 40. Chamamos de difração à capacidade de as ondas contornarem obstáculos. Observe o exemplo: O rapaz pode ouvir o som do rádio, mas não consegue ver o aparelho. Difração!!!
  • 41. A difração só ocorre quando o comprimento de onda tem dimensões próximas do obstáculo (ou abertura). Observe:
  • 42. Importante:  O comprimento de onda sonora fica entre 1,7 cm e 17 m, por isso a onda sonora contorna facilmente objetos do nosso cotidiano como uma porta, janela, muro e coisas cujas dimensões variem próximas do comprimento de onda.  Para a luz o comprimento de onda é muito pequeno (valores por volta de 0,0000001 m = 10-7 m), assim para observar a luz fazendo curva é preciso um obstáculo muito pequeno.
  • 43. 16- Difração é um fenômeno ondulatório que: a) não ocorre com a luz. b) não ocorre com o som. c) só ocorre com ondas longitudinais. d)só ocorre com ondas transversais. e) ocorre mais comumente com o som do que com a luz. 17- As ondas sonoras audíveis para o ser humano têm frequências no intervalo de 17 Hz a 20 kHz e velocidade de propagação no ar de 340 m/s. Assim, os objetos capazes de difratarem essas ondas no ar devem ter dimensões entre: a) 17 m e 20 km. d) 20 mm e 17 m. b) 17 mm e 20 m. e) 20 m e 17 km. c) 34 mm e 34 m. e) ocorre mais comumente com o som do que com a luz. b) 17 mm e 20 m.
  • 44. A interferência é o resultado da superposição entre ondas. Pode provocar um aumento na amplitude (interferência construtiva) ou diminuição na amplitude (interferência destrutiva). Para Interferência em cordas teremos:  Interferência construtiva: A amplitude do pulso resultante é a soma das amplitudes dos pulsos que se superpõem:
  • 45. A interferência é o resultado da superposição entre ondas. Pode provocar um aumento na amplitude (interferência construtiva) ou diminuição na amplitude (interferência destrutiva). Para Interferência em cordas teremos:  Interferência construtiva: A amplitude do pulso resultante é a soma das amplitudes dos pulsos que se superpõem.  As amplitudes se somam!!
  • 46. A interferência é o resultado da superposição entre ondas. Pode provocar um aumento na amplitude (interferência construtiva) ou diminuição na amplitude (interferência destrutiva). Para Interferência em cordas teremos:  Interferência destrutiva: A amplitude do pulso resultante é a diferença entre as amplitudes dos pulsos que se superpõem.
  • 47. A interferência é o resultado da superposição entre ondas. Pode provocar um aumento na amplitude (interferência construtiva) ou diminuição na amplitude (interferência destrutiva). Para Interferência em cordas teremos:  Interferência destrutiva: A amplitude do pulso resultante é a diferença entre as amplitudes dos pulsos que se superpõem.  As amplitudes se subtraem!!
  • 48. 18- A figura representa dois pulsos propagando-se num mesmo meio e em sentidos opostos. Eles superpõem-se no ponto P desse meio. Qual é o deslocamento do ponto P no instante da superposição? Analise os casos a), b) e c).
  • 49. As ondas estacionárias resultam da superposição de ondas periódicas iguais e que se propagam em sentidos opostos.
  • 50. As ondas estacionárias resultam da superposição de ondas periódicas iguais e que se propagam em sentidos opostos.  Obtém-se ondas estacionárias em uma corda tensa pela superposição da onda periódica produzida numa extremidade com a onda refletida na extremidade fixa.
  • 51. 19- Uma corda tensa de 1,0 m de comprimento vibra com frequência de 10 Hz. A onda estacionária que se estabelece na corda tem o aspecto indicado na figura. Determine o comprimento de onda e a velocidade de propagação das ondas que se superpõem.
  • 52. A onda é forçada a se propagar em um único plano. Só ocorre com ondas transversais. Ondas plano-polarizadas. (A) a corda é agitada para cima e para baixo; (B) a corda é agitada para a direita e para a esquerda.
  • 53. Polaroides mecânicos. As grades selecionam os planos de vibração. (A) O primeiro polaroide seleciona o plano vertical de oscilação; (B) o segundo polaroide impede a passagem das ondas.
  • 54. A figura mostra como essa experiência pode ser feita com ondas luminosas.
  • 55. (A) foto obtida sem e com filtros polarizadores; (B) foto obtida com polarizador e analisador alinhados (esquerda) e com polarizador e analisador cruzados (direita).
  • 56. Cinema em três dimensões A visão simultânea de um objeto com os dois olhos é o que nos proporciona a sensação de profundidade e relevo. Ela é chamada de visão estereoscópica. Num filme em três dimensões, cada cena é tomada por duas câmeras sob ângulos diferentes e bem próximos, como se fossem os olhos de um espectador. Obtêm-se assim dois filmes. Eles são projetados na tela por meio de luzes polarizadas em planos perpendiculares e o espectador vê duas imagens. Porém, utilizando óculos dotados de polaroides cruzados, cada olho percebe uma das imagens e não deixa passar a luz da outra. Assim, cada olho do espectador capta a mesma cena sob ângulos diferentes, o que produz a visão em três dimensões. Essa técnica foi desenvolvida nos anos 1930.
  • 57. 20- Dos fenômenos ondulatórios citados abaixo, aquele que não pode ocorrer com o som é a: a) reflexão. b) refração. c) transmissão. d) polarização. e) difração. d) polarização.
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