A velocidade da propagação da onda depende de duas características do meio:
Numa corda, a velocidade de propagação de uma onda é proporcional à raiz quadrada da tensão e inversamente proporcional à raiz quadrada da densidade. Ou seja, aumentenado-se a tensão, aumenta-se a velocidade da propagação e aumentando-se a densidade da corda, a velocidade diminui. Para uma corda, a velocidade de propagação é dada por: Show
Em uma superfície, se o meio é homogêneo e a velocidade de propagação é igual em todas as direções, as ondas serão circulares e suas frentes (wave fronts) estarão separadas por um comprimento de onda ( ).Propagação em uma Superfície homogênea Para um gás, a velocidade pode ser dada por , onde é uma constante (1,4 para o ar); p é a presão(newton/m2) e a densidade(kg/m3). A uma temperatura de 0° celsius, e pressão de 1.013x105 newtons/m2 a velocidade de propagação do som é de 331,5 m/s. Quando a temperatura sobe, o gás se expande, a pressão se mantém e a densidade diminui e portanto a velocidade aumenta. Esse aumento é aproximadamente da ordem de 0,6 metros por segundo para cada grau centígrado. Por exemplo, para se achar a velocidade a uma temperatura de 20°, soma-se (0,6x20) à tempratura a 0°: (0,6x20) + 332 = 344 m/s A relação em um gás ideal é proporcional à temperatura absoluta tA definida como:(graus Kelvin), onde tC é a temperatura centigragrada. Embora o ar não seja um gás ideal, pode-se expressar a velocidade das ondas sonoras pela expressão:
A variação de pressão não influencia a velocidade, apesar da equação levar a pressão em conta. Isso porque quando a pressão aumenta, a densidade (e a elasticidade) aumenta proporcionalmente (se a temperatura permance constante). Nos líquidos, a velocidade é muito maior porque o aumento de densidade é compensado por um aumento na elasticidade.Veja também:
Postado As: 13:31 1 Comentário Ondas 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 da 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 velocidade 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), com velocidade definida. Segundo alguns estudiosos e até agora observado, nada impede que uma onda magnética se propague no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas no vácuo ou dos neutrinos através da matéria, onde as partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio mas não se deslocam. Exceto pela radiação eletromagnética, e provavelmente as ondas gravitacionais, que podem se propagar através do vácuo, as ondas existem em um meio cuja deformação é capaz de produzir forças de restauração através das quais elas viajam e podem transferir energia de um lugar para outro sem que qualquer das partículas do meio seja deslocada; isto é, a onda não transporta matéria. Há, entretanto, oscilações sempre associadas ao meio de propagação. 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. Meios de Propagação Podemos classificar os meios onde as ondas se podem propagar das seguintes formas :
Ondas Transversais e Longitudinais Ondas transversais são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda; exemplos incluem ondas em uma corda e ondas eletromagnéticas. Ondas longitudinais são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do movimento; um exemplo são as ondas sonoras. Descrição de Uma Onda Pela Física Ondas podem ser descritas usando um número de variáveis, incluindo: frequência, largura e altura da onda, amplitude e período. A amplitude de uma onda é a medida da magnitude de um distúrbio em um meio durante um ciclo de onda. Por exemplo, ondas em uma corda têm sua amplitude expressada como uma distância (metros), ondas de som como pressão (pascals) e ondas eletromagnéticas como a amplitude de um campo elétrico (volts por metro). A amplitude pode ser constante (neste caso a onda é uma onda contínua), ou pode variar com tempo e/ou posição. A forma desta variação é o envelope da onda. O período é o tempo(T) de um ciclo completo de uma oscilação de uma onda. A frequência (F) é período dividido por uma unidade de tempo (exemplo: um segundo), e é expressa em hertz. Veja abaixo: .Quando ondas são expressas matematicamente, a frequência angular (ômega; radianos por segundo) é constantemente usada, relacionada com frequência f em: . Ondas Estacionárias e Ondas Não-EstacionáriasOndas que permanecem no mesmo lugar são chamadas ondas paranticas, como as vibrações em uma corda de violino.
Ondas que se movem (não-estacionárias) têm uma perturbação que varia tanto com o tempo t quanto com a distância z e pode ser expressada matematicamente como: , onde A(z,t) é o envelope de amplitude da onda, k é o número de onda e φ é a constante de base. A velocidade v desta onda é dada por: , onde λ é o comprimento de onda.A Equação Universal Da Onda A forma mais simples desta equação é: Em que:
Y = A.sen[2.π(t/T - x/λ) + φ] Exercícios Resolvidos01. Uma onda periódica é produzida numa corda tensa mediante uma fonte vibratória de freqüência 2,0 Hz. Sabendo-se que o comprimento das ondas produzidas é 10 cm, podemos afirmar que a velocidade de propagação dessas ondas é: a) 5,0 cm/s
v = 10 · 2 Resposta: E 02. O gráfico abaixo representa uma onda que se propaga com velocidade igual a 300m/s. Determine: a) a amplitude da onda b)o comprimento da onda c) a frequência Resolução: a) A Amplitude da onda é dada pela distância da origem até a crista da onda, ou seja: b) O comprimento de onda é dado pela distância entre duas cristas ou entre 3 nodos, ou seja: Como a figura mostra a medida de três “meios-comprimento de onda”, podemos calculá-lo: c) Sabendo a velocidade de propagação e o comprimento de onda, podemos calcular a frequência através da equação: Substituindo os valores na equação: 03. A mão da pessoa, segurando a extremidade de uma corda tensa e flexível, produz uma perturbação que se propaga ao longo da corda. A perturbação denomina-se pulso e o movimento do pulso constituí uma onda. A mão da pessoa é a fonte e a corda é o meio em que a onda se propaga.
a) Classifique o tipo de onda, dizendo se é transversal ou longitudinal. Resolução: a) Como a direção de propagação é perpendicular à direção de vibração, concluímos que a onda é transversal. b) a: amplitude; λ: comprimento de onda c) A e B: cristas; C e D: vales 04. Observe uma onda periódica propagando-se em uma mola. Classifique o tipo de onda, dizendo se é transversal ou longitudinal. Resolução: Como a direção de propagação coincide com a direção de vibração, concluímos que a onda é longitudinal. 05. A vibração de uma fonte produz, em 5 segundos, ondas em uma corda que apresenta o aspecto indicado na figura. Determine: a) a frequência b) o comprimento de onda c) a velocidade de propagação. Resolução: a) Por regra de três, temos: Em 5 s => 1,5 vibração. Logo em 1 s => 0,3 vibração. Portanto, a freqüência é f = 0,3 Hz b) λ = 4x1cm => λ = 4 cm c) v = λ . f => v = 4 . 0,3 => v = 1,2 cm/s Álvaro Gabriel Nogueira de Sousa Categories: Que tipo de onda é produzida por uma corda tensa?As cordas tensionadas, ou seja, cordas esticadas, constituem ótimos meios para observar a propagação de ondas transversais.
Que tipo de onda é a corda?a) Ondas unidimensionais: São ondas que se propagam em uma só direção como por exemplo as ondas em cordas.
Quais os tipos de reflexão de ondas na corda?Se uma onda, propagando-se ao longo de uma corda, incide sobre uma de suas extremidades, ela será refletida. Quando o pulso chega a um extremo fixo, impossibilitado de oscilar, observa-se que o pulso refletido tem orientação oposta à do pulso incidente: dizemos que o pulso refletiu com inversão de fase.
É possível produzir uma onda longitudinal em uma corda esticada?As ondas também podem se propagar em um corda esticada, presa por suas extremidades; se introduzirmos uma perturbação num ponto qualquer dessa ela se propagará ao longo da corda.
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