Aula 4 23/02/2016 - Ondas

Ondas 1

As ondas são quais quer tipo de vibrações como sons, ruídos, radiação eletromagnética.

Tipos de Ondas

As ondas são classificadas em três tipos:

Mecânicas: Aquelas produzidas por sons ou barulhos, são ondas que se propagam por um meio físico;

Eletromagnéticas: São aquelas que não precisam de um meio material para se propagar. Esse grupo é representado pelas ondas eletromagnéticas;

Ondas de matéria:  São aquelas produzidas por partículas atômicas ou subatômicas como elétrons, prótons ou nêutrons. São usadas em laboratório. 

Ondas Transversais e Longitudinais

As ondas podem se propagar de duas formas:

Ondas Transversais:
São ondas que oscilam perpendicularmente à direção de propagação. Exemplo: Corda esticada e ondas eletromagnéticas.

Ondas Longitudinais:
São ondas que oscilam na direção de propagação. Exemplo: quando uma pedra cai em um rio.

Onda Senoidal

Uma onda senoidal que se propaga no sentido positivo de um eixo x pode ser representado por uma função:

Onde ym é amplitude, k é o número de onda, ω é a frequência angular e (k.x - ω.t) representa a fase.

O comprimento de onda λ está relacionado a k através da equação:

O período T e a frequência f da onda estão relacionado a ω através da equação:

Logo a velocidade da onda v fica:

Equação de uma Onda Progressiva

Qualquer onda pode ser representada pela seguinte equação:

h - representa uma função matemática qualquer.

Velocidade de uma onda em uma corda esticada

A velocidade de uma onda em uma corda esticada é determinada pelas propriedades da corda. A velocidade em uma corda com tensão τ [N] e massa específica linear μ (kg/m), é da por:

Potência

A potência média, ou taxa média, com a qual a energia é transferida por uma onda senoidal em uma corda esticada é dada por:

Referências

[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientista e Engenheiros – Volume 3: Termodinâmica, Ondulatória e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 2 e 4 – Gravitação, Ondas eTermodinâmica e Óptica e Física Moderna. Rio de Janeiro: LTC, 2006.