Física 2º ano ensino médio ondulatória comprimento, frequência, amplitude e período de uma onda

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - FÍSICA
Ensino Médio, 2ª Série
Ondulatória: comprimento, frequência,
amplitude e período de uma onda

Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
A onda é somente
energia, pois ela só faz a
transferência de energia
cinética da fonte para o
meio.
A definição de onda é qualquer perturbação (pulso)
que se propaga em um meio. Ex: uma pedra jogada
em uma piscina (a fonte), provocará ondas na água,
pois houve uma perturbação (1).
Imagem:RainerZenz/GNUFreeDocumentation
License.

Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
Vamos supor que uma pessoa segure uma
das extremidades de uma corda e que essa
pessoa passe a fazer movimentos para cima
e para baixo com a sua mão.(2)
Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA
Os movimentos da mão da pessoa irão
provocar uma sucessão de ondas senoidais
que passarão pela corda com velocidade de
intensidade V, conforme a ilustração abaixo: (3)
Direção de propagação
Direção de vibração
v
Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA
t
S
V
∆
∆
= T
V
λ
=
v = velocidade da onda
ΔS = distância percorrida
Δt = intervalo de tempo
λ = comprimento de uma
onda sonora ou onda
electromagnética
T = período da onda
A velocidade de uma onda pode, portanto, ser
calculada com a seguinte fórmula: (3)

Física , 2º Ano
PERÍODO DE UMA ONDA
PERÍODO (T)
• O intervalo de tempo que é necessário para que
um ponto vibrante percorrer um ciclo completo.
(3) PERIÓDO
ALTERNAÇÃO
POSITIVA
AMPLITUDE
ALTERNAÇÃO
NEGATIVA
EIXO
TEMPO
UM SEGUNDO

Física , 2º Ano
FREQUÊNCIA DE UMA ONDA
FREQUÊNCIA (f)
• O número de ciclos feitos por um ponto
vibrante na unidade de tempo. (3)
1 2 3

Física , 2º Ano
ONDAS PERIÓDICAS
Comprimento de
Onda grande
Amplitude
A1
Amplitude
A2
Amplitude
A3
Frequência
baixa
Frequência
alta
Frequência
alta
V1
V2
V2
λ2
λ1
λ1 > λ2 , V1<v2 A1>A2

Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO
EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO
F=1/T
F(Hz)- Frequência em Hertz
T(s)- Tempo em segundo
Uma revolução ou execução por segundo
corresponde assim a 1 Hertz.

Física , 2º Ano
AMPLITUDE DAS ONDAS
AMPLITUDE (A)
• É a distância de uma crista ou um vale ao nível
de equilíbrio.
Amplitude Amplitude
Amplitude
Y
0 X

Física , 2º Ano
INTENSIDADE DO SOM
• Quanto maior a
amplitude da onda
sonora, maior a
intensidade do som.
• Está relacionada
com a
amplitude da
onda sonora. A
A
A’
t
SOM FORTE
SOM FRACO

Física , 2º Ano
ALTA E BAIXA FREQUÊNCIA
• O som alto ou agudo corresponde a
uma maior frequência ao contrário de
som baixo ou grave.(4)
Frequência baixa – som grave
Frequência alta – som agudo

Física , 2º Ano
COMPRIMENTO DE ONDA (λ)
Comprimento da onda
• Na onda, é a distância que a perturbação
percorre durante um período.
λ
λ

Física , 2º Ano
EQUAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA
• O comprimento de onda eletromagnética é
igual à velocidade da onda dividida pela
frequência da onda.
C = Velocidade da luz
f = Frequência
λ = Comprimento de onda
(5)
λ = c/f

Física , 2º Ano
GRANDEZAS DAS ONDAS
• λ = comprimento de onda, de onda sonora ou
onda eletromagnética;
• c = velocidade da luz no vácuo = 299.792,458
km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s
• v = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C
(68 °F);
• f = frequência da onda 1/s = Hz.
• Ouve-se de 20 a 20.000 Hz (5).

Física , 2ª Ano
ELEMENTOS DAS ONDAS
Elementos de uma Onda
vale vale
crista
cristaλ
λ

Física , 2º Ano
ELEMENTOS DAS ONDAS
Construtiva:Construtiva:
Crista+CristaCrista+Crista
ouou
Vale+ValeVale+Vale
→→ AARR= A= A11++ AA22
Destrutiva:Destrutiva:
Crista+ValeCrista+Vale
→→ AARR= A= A11 –– AA22
+ =
Interferência
Construtiva
Interferência
Desconstrutiva
+ =
Em fase
Oposição
de fase

• Física , 2º Ano
VELOCIDADES SUPERSÔNICAS
• Quando os objetos se
deslocam a velocidades
superiores à velocidade do
som.
Imagem:Arpingstone/Publicdomain.

Física , 2º Ano
ESPECTRO DE FREQUENCIA SONORA
• ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA
10 20 100 1000 10000 100000 106
107
Infrassons
sentidos como
vibrações, por
exemplo, nos
terremotos
Frequência (Hz)20000
Faixa de audição humana
Frequência
típica do
sonar
Limite de audição superior de
Morcegos e golfinhos
Ultrassons
Frequência típica
De ultrassons
Para fins médicos

CÁLCULO DA VELOCIDADE E COMPRIMENTO DE ONDA
Física , 2º Ano
CÁLCULO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA
1
. .
d
v f
t T T
λ
λ λ= = = =
fv .λ= Tv.=λ

Física , 2º Ano
CURIOSIDADES
• Depois que a onda é emitida, seu período e
sua frequência não mudam mais.
• A velocidade de uma onda só depende do
meio onde ela está se propagando.
• A luz é mais rápida em meios menos densos,
já o som propaga-se mais rapidamente em
meios mais densos. (6)

Física , 2º Ano
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
• Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e
usados no tratamento de câncer e de muitas
doenças de pele.
• Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar
doenças.
• Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes.
• Raios infravermelhos: são emitidos por corpos
aquecidos e usados para secar pinturas.
• Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio
e televisão. (7)

Física , 2º Ano
EXEMPLO
• Uma onda periódica se propaga com frequência de 20 Hz
em um certo meio. Um seguimento dessa onda aparece
na figura. Determine sua velocidade de propagação
Hzf 20=
cm9
2
=
λ
cm18=λ
fv .λ=
20.18=v scmv /320=
9cm

Física , 2º Ano
EXEMPLO 2
• Exemplo 2: De uma torneira caem gotas
idênticas à razão de 3 a cada segundo,
exatamente no centro da superfície livre da
água. Os círculos da figura representam
cristas, originadas pelas gotas. Determine a
velocidade de propagação dessas ondas. (8)

Física , 2º Ano
RESOLUÇÃO
Hz
s
gotas
f 3
3
==
Hzf 3=
fv .λ=
6.3=v
scmv /18=
y(cm)
x(cm)
6 12 18
ICAÇ
(8)

Bibliografia
• Gonçalves Filho, A.; Toscano, C. Física para o
Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: Scipione,
2002.
• http://www.fisica.net/ondulatoria/classificaca
odasondas.pdf
• http://www.brasilescola.com/fisica
Física , 2º Ano
ONDULATÓRIA

Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
2 Rainer Zenz / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006-
01-14_Surface_waves-2.jpg
09/05/2012
3 CK-12 Foundation / Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i
n_a_rope.png
09/05/2012
4 CK-12 Foundation / Creative Commons
Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i
n_a_rope.png
09/05/2012
18 Arpingstone / Public domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Concor
de_on_Bristol.jpg
10/05/2012
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