ondas 1o bimestre (1)
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Ondulatória
O que é uma onda?
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Conceito
Onda, ou pulso de onda, é qualquer perturbação causada em um meio onde há o transporte de energia sem o transporte de matéria.
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Classificação das ondas
Quanto a sua natureza
-Ondas Mecânicas: São originadas pela deformação de um meio e que, para se propagarem, necessitam de um meio material.
Obs.: Quanto mais denso o meio material, com maior velocidade as ondas sonoras (onda mecânica) se propagam.
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Classificação das ondas
Quanto a sua natureza
- Ondas eletromagnéticas: São originadas pela oscilação de cargas elétricas vibrantes gerando campos elétricos e magnéticos também oscilantes*.
Obs.: Quanto mais denso o meio material, com menor velocidade as ondas eletromagnéticas se propagam.
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Classificação das ondas
Quanto à forma de propagação:
- Longitudinais → a direção da propagação das ondas é a mesma direção da vibração.
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Classificação das ondas
Quanto à forma de propagação
- Transversais: A direção de propagação das ondas é perpendicular à direção da vibração.
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Classificação das ondas
Quanto à direção de propagação- Unidimensionais
- Bidimensionais
- Tridimensionais
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Ondas periódicas
São perturbações que se repetem no mesmo intervalo de tempo.
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Ondas periódicas
Características
- Período (T) → tempo decorrido para que se forme uma onda completa (1 crista + 1 vale)Unidade no SI: segundo (s)
- Frequência (f) → número de ondas produzidas por unidade de tempo. Unidade no SI: Hertz (Hz) = RPS
f = 1/T
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Ondas periódicas
Características - comprimento de onda (λ) →
distância entre duas cristas, ou vales, consecutivos.Unidade no SI: m
- Amplitude (A) → altura de uma crista ou profundidade de um vale.Unidade no SI: m λ
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Ondas periódicas
Velocidade de propagação (v) → depende do meio de propagação das ondas.
Unidade no SI: m/s
Equação fundamental das ondas
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Exercícios
(UFRJ 2003 – 1) O gráfico abaixo registra um trecho de uma corda esticada, onde foi gerada uma onda progressiva, por um menino que vibra sua extremidade com um período de 0,40 s. A partir do gráfico, obtenha as seguintes informações:
a) amplitude e comprimento de onda;
b) freqüência e velocidade de propagação. Justifique sua resposta.
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Exercícios
(UFF 98 – 1) A luz proveniente do Sol demora, aproximadamente, 8 minutos para chegar à Terra. A ordem de grandeza da distância entre estes dois astros celestes, em km, é:
(A) 103
(B) 106
(C) 108
(D) 1010
(E) 1023
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Física
Julien
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Frente de Onda: Conjunto de pontos atingidos pela perturbação num dado instante.
Raio de onda: É a trajetória seguida pela frente de onda.
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Ocorre quando uma onda incide sobre um obstáculo e retorna ao meio original de propagação.
Comentário: A onda refletida mantém as mesmas características da onda incidente, ou seja, mesma frequência, mesmo comprimento de onda e mesma velocidade
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Lei da Reflexão
O ângulo entre o raio incidente e a reta normal à superfície é igual ao ângulo do raio refletido:
Θi = ΘR
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A reflexão no nosso cotidiano
Radar (Radio Detection And Ranging)
Sonar (Sound Navigation And Ranging )
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A reflexão no nosso cotidiano
Reflexão do som
Reflexão da luz
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Exercício: Você já ouviu sua voz voltar de um penhasco, de um edifício
ou de uma montanha, formando um eco? Ouve-se o eco porque o som bate e volta como acontece a uma bola de borracha que volta de uma parede. O eco também é semelhante a um raio de luz refletido num espelho. Um eco é um som refletido. Só ouvimos os ecos como sons isolados quando eles nos atingem 1/10 de segundo ou mais depois do som original. Esse é o tempo necessário para o ouvido humano separar um som do outro. Sabendo que o som se propaga no ar com velocidade aproximada de 340 m/s, determine o valor da distância mínima que uma barreira deve estar para que possamos ouvir um eco.
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Ocorre quando uma onda passa de um meio para outro alterando sua velocidade de propagação.
Comentário: A frequência da onda não se altera ao passar de um meio para outro.
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Lei de Snell para a Refração
2
1
2
1sensen
V
Vri
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Lei de Snell2
1
2
1sensen
V
Vri
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A Refração no nosso cotidiano
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Experimento da moeda
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Exercício
(UFF 2009) Um raio luminoso, propagando-se num meio A, atinge a interface entre os meios A e B, conforme esquematizado na figura. As linhas tracejadas representam as frentes de onda associadas ao raio, e a distância entre elas é o comprimento de onda da luz incidente. Sabe-se que o tempo que a luz leva para percorrer uma certa distância em A é menor que o tempo que ela leva para percorrer a mesma distância em B. A propagação da onda refratada no meio B é corretamente representada pelo diagrama:
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