Ondas mecânicas - classificação
Antes de iniciar seus estudos, reflita sobre as questões abaixo, forme suas opiniões e confronte-as com a teoria apresentada em seguida. Suas ideias são muito importantes para enriquecer nosso ensino e seu aprendizado. Quais são os principais exemplos de ondas mecânicas? Diferencie ondas transversais de longitudinais. Como oscila uma bolinha de isopor, na superfície da água, na passagem de uma onda? O que é uma cuba de ondas? Por que ondas puntiformes são unidimensionais? |
1. A Física e o cotidiano
Ondas mecânicas
São aquelas que precisam de um meio material para poderem propagar-se. Como exemplo, temos as ondas no oceano, uma pedra no lago, o som etc. Todas são perturbações causadas em meios materiais.
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| Eraldo Gueiros (na foto), brasileiro, nas ondas de Havaí. |
Exemplos de ondas mecânicas
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| Devido à redução na profundidade do mar, as ondas ao "quebrarem" na chegada a uma praia não são ondas puras, mas uma espécie de correnteza capaz de arrastar os corpos. |
2. A Física e o mundo
Movimento ondulatório
Ondas mecânicas
Onda: perturbação que se propaga.
Ondas mecânicas: por exemplo: som, ondas na água, ondas sísmicas, etc. Propagam-se apenas em um meio material. No entanto, não há transporte de matéria, apenas da perturbação.
Palavras da língua inglesa relacionadas com a classificação das ondas mecânicas
| 3 types of mechanical waves | |
| Longitudinal wave | Transverse wave |
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| The subsequent direction of motion of individual particles of a médium is the same as the direction of vibration of the source of disturbance. | |
| Surface wave |
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A surface wave is sometimes referred to as a circular
wave since particles of the médium undergo a motion in a complete circle. |
3. A Física e o laboratório
Produção de ondas transversais na corda.
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| As ondas na corda transmitem a energia de ponto para ponto (puntiformes) sobre o comprimento da corda (unidimensionais). |
Ondas transversais e longitudinaisem molas
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Transversais – A direção do movimento vibratório é perpendicular à direção de
propagação |
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Longitudinais
– A direção do movimento vibratório coincide com a
direção de propagação. |
Cuba de ondas para a produção de ondas na água
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| As ondas na água obtidas na cuba são circulares, bidimensionais e possuem componentes transversais e longitudinais, definindo-as como mistas. |
Som
O som é uma onda mecânica, longitudinal e tridimensional, que se propaga em um meio (sólido, líquido e gasoso).
Uma onda sonora está relacionada com a densidade das partículas do meio através do qual o som se propaga.
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| O som propaga-se, em meios homogêneos e isotrópicos, esfericamente e tridimensionalmente, e pode apresentar componentes transversais nos sólidos e líquidos, caracterizando-se como onda mista. |
4. A Física e a evolução de seus conceitos
Introdução
Os corpos e sistemas constituídos por átomos e moléculas podem vibrar e transmitir energia e quantidade de movimento de um ponto a outro.
Dessa forma, são produzidas as ondas mecânicas, que podem ser classificadas das seguintes maneiras:
Ondas quanto às direções de vibração e propagação
Ondas longitudinais
A direção de vibração coincide com a de propagação.
Na mola acima, a onda representada é longitudinal, pois, enquanto a propagação ocorre da esquerda para a direita, as partículas vibram horizontalmente, isto é, na mesma direção.
São também longitudinais as ondas sonoras nos meios fluidos (líquidos ou gasosos).
Ondas transversais
A direção de vibração é perpendicular à de propagação.
Na corda acima, a onda representada é transversal, pois, enquanto a propagação ocorre da esquerda para a direita, as partículas vibram verticalmente, isto é, na direção perpendicular.
São também transversais todas as radiações eletromagnéticas, inclusive a luz.
Ondas mistas
Têm caráter longitudinal e transversal.
As ondas nas superfícies líquidas são mistas.
Ondas quanto à frente de onda e à dimensão
Ondas unidimensionais
A frente de onda é um ponto
Uma onda se propagando ao longo de uma corda tem por frente de onda um “ponto", o que significa que essa onda é unidimensional.
Ondas bidimensionais
A frente de onda é uma linha
Podemos observar na superfície da água ondas circulares ou retas. Em ambos os casos, a frente de onda é uma “linha" e, por isso, essas ondas são bidimensionais.
Ondas tridimensionais
A frente de onda é uma superfície
Ondas sonoras emitidas, por exemplo, por um pequeno alto-falante muito potente propagam-se em todas as direções em torno dele. Isso mostra que as frentes de onda são “superfícies" (no caso, superfícies esféricas) e, por isso, essas ondas são tridimensionais.
Exercícios propostos
1. (MODELO ENEM) – Na figura, o garoto faz com que a extremidade da corda em sua mão realize um movimento periódico de sobe e desce. Devido a isso, produz na corda o trem de ondas mostrado.
As ondas na corda são
a) mecânicas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
b) mecânicas, mistas, circulares e bidimensionais.
c) mecânicas, longitudinais, esféricas e tridimensionais.
d) eletromagnéticas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
e) eletromagnéticas, transversais, planas e tridimensionais.
2. (MODELO ENEM) – O garoto lança pedrinhas de maneira sucessiva na superfície livre da água de uma piscina.
As ondas na água são
a) mecânicas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
b) mecânicas, mistas, circulares e bidimensionais.
c) mecânicas, longitudinais, esféricas e tridimensionais.
d) eletromagnéticas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
e) eletromagnéticas, transversais, planas e tridimensionais.
3. (MODELO ENEM) – O menino estoura uma bombinha e o som da explosão é ouvido em todas as direções em torno dela.
As ondas sonoras produzidas pelo estouro da bombinha são
a) mecânicas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
b) mecânicas, mistas, circulares e bidimensionais.
c) mecânicas, longitudinais, esféricas e tridimensionais.
d) eletromagnéticas, transversais, puntiformes e unidimensionais.
e) eletromagnéticas, transversais, planas e tridimensionais.
4. (MODELO ENEM) – Observe as figuras que se seguem:
| Exemplo de onda mecânica | Representação esquemática da propagação e da vibração da onda |
|---|---|
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Quanto às direções de vibração e propagação, as ondas mostradas na figura são
a) transversais.
b) longitudinais.
c) mistas.
d) eletromagnéticas.
e) bidimensionais.
Gabarito
1. RESOLUÇÃO:
Mecânica: necessita de um suporte material, a corda.
Transversal: a vibração é perpendicular à propagação.
Puntiforme: a frente de onda é um ponto.
Unidimensional: a energia propaga-se na única dimensão da corda, o comprimento.
Resposta: A
2. RESOLUÇÃO:
Mecânica: necessita de um suporte material, a água.
Mista: a vibração é circular, pois tem componentes paralela e perpendicular à propagação.
Circular: a frente de onda é um círculo.
Bidimensional: a energia propaga-se nas duas dimensões da água, o comprimento e a largura.
Resposta: B
3. RESOLUÇÃO:
Mecânica: necessita de um suporte material, o ar.
Longitudinal: a vibração é paralela à propagação.
Esférica: a frente de onda é uma esfera.
Tridimensional: a energia propaga-se nas três dimensões da atmosfera, o comprimento, a largura e a altura.
Resposta: C
4. RESOLUÇÃO:
Longitudinal: a vibração é paralela à propagação.
Resposta: B
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