Onda Estacionaria

1.INTRODUÇÃO

Em ,física uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela de propagação da onda.

Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso).

Uma onda pode ser longitudinal quando a oscilação ocorre na direção da propagação, ou transversal quando a oscilação ocorre na direção perpendicular à direção de propagação da onda.

Ondas mecânicas e eletromagnéticas

Ondas mecânicas são aquelas que precisam de um meio material para poderem se propagar. A perturbação causada no dominó somente se moveu por causa dos dominós, sem eles ela nem existiria. Como exemplo temos as ondas no oceano, o som etc. Todas são perturbações causadas em meios materiais.

Já as ondas eletromagnéticas não precisam de meios materiais para irem de um lugar para o outro. A perturbação é causada em campos eletromagnéticos e se propaga através deles. A luz é um bom exemplo deste tipo de onda. Note que a luz do Sol chega até nós mesmo existindo vácuo no espaço. Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são as micro-ondas, as ondas de rádio etc.

Propriedades

Todas as ondas tem um comportamento comum em situações padrões. Todas as ondas têm as seguintes características:

• Reflexão- Quando uma onda volta para a direção de onde veio, devido à batida em material reflexivo.

•Refração - A mudança da direção das ondas, devido a entrada em outro meio. A velocidade da onda varia, pelo que o comprimento de onda também varia, mas a frequência permanece sempre igual, pois é característica da fonte emissora.

•Difração - O espalhamento de ondas, por exemplo, quando atravessam uma fenda de tamanho equivalente a seu comprimento de onda. Ondas com alto comprimento de onda são facilmente difratadas.

•Interferência - Adição ou subtração das amplitudes das ondas depende da fase das ondas em que ocorre a superposição.

•Dispersão - a separação de uma onda em outras de diferentes frequências.

•Vibração - Algumas ondas são produzidas através da vibração de objetos, produzindo sons. Exemplo: Cordas ( violão, violino, piano, etc.) ou Tubos ( órgão, flauta, trompete, trombone, saxofone, etc.)

Características das ondas

(Amplitude, velocidade, comprimento de onda, período e freqüência)

Amplitude

Imagine um barquinho no oceano, e imagine que uma onda passe por ele (uma onda que ainda não "estourou", logicamente). Obviamente o barquinho irá subir e descer. Pois bem, a amplitude da onda que passou pelo barquinho é dada pelo quanto ele subiu ou desceu. Se por exemplo o barquinho subiu 5 cm, dizemos que a amplitude da onda que passou por ele é de 5 cm. Veja o desenho.

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Note que no primeiro exemplo a amplitude da onda que faz com que o barquinho suba e desça é maior que a amplitude da onda mostrada no segundo exemplo.

O ponto mais alto da onda chama-se crista, e o ponto mais baixo denomina-se vale. Ao lado você pode ver um barquinho na crista da onda e o outro no vale.

Velocidade

Toda onda possui uma velocidade de propagação. Geralmente a velocidade da onda depende muito do meio material onde ela está se movendo. Para calcularmos estas velocidade médias basta usarmos o que já sabemos de cinemática. Precisamos somente dividir a distância percorrida pelo pulso da onda pelo tempo.

Ou também podemos utilizar outra forma:

Comprimento de onda (l)

O comprimento de onda, representado pela letra l (lâmbda), mede a distância entre duas cristas consecutivas da mesma onda, ou então a distância entre dois vales consecutivos da mesma onda

Além destas duas maneiras existe mais uma que você pode utilizar para determinar qual é o comprimento de onda de uma onda. Tente descobrir observando o desenho acima.

Período (T)

O período de uma onda é o tempo que se demora para que uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento de onda, ou um l, seja criado. O período é representado pela letra T.

Frequência (f)

A frequência representa quantas oscilações completas* uma onda dá a cada segundo.

* Uma oscilação completa representa a passagem de um comprimento de onda - l .

Se por exemplo, dois comprimentos de onda passarem pelo mesmo ponto em um segundo, dizemos que a onda oscilou duas vezes em um segundo, representando que a frequência dela é de 2 Hz.

Obs: Hertz (Hz) significa ciclos por segundo.

A relação entre frequência e período, que é muito importante no estudo das ondas, é dada pela expressão ao lado.

Tipos de ondas

Onda longitudinal: em física é uma onda que vibra na mesma direção em que se propaga.

Esta onda provocada na mola é uma onda longitudinal, ou seja, ela tem a vibração na

Exemplo: Quando vibramos uma mola esticada para frente e para trás, como se estivéssemos comprimindo ela e descomprimindo-a. mesma direção de propagação. Podem-se ver os anéis da mola se movendo para frente e para trás.

Uma onda é longitudinal quando as partículas do meio em que ela se propaga vibram na mesma direção da onda nesse meio. A direção de propagação