Introdução

No estudo da Física, os movimentos de pontos materiais ou partículas em trajetórias retilíneas ou circulares e as causas que os produzem. Em todos esses movimentos, no entanto, há algo em comum: a partícula descreve efetivamente a sua trajetória em relação a determinado referencial. E, em relação a esse referencial, é possível definir a posição dessa partícula e associar a ela vetores como velocidade, força, aceleração e quantidade de movimento. Mas, na natureza, nem todos os movimentos têm essas características. Existem casos, como, por exemplo, o movimento das ondas do mar, da superfície terrestre sob a influência de um terremoto, ou mesmo um relâmpago, que devem ser analisados sob o ponto de vista de outras propriedades físicas. Quando o ruído de um trovão e o clarão do relâmpago chegam até nós, nenhuma partí­cula do relâmpago nos atinge, pelo menos do ponto de vista da Física clássica. O que nossos órgãos dos sentidos detectam é uma pequena parcela da enorme energia da descarga elétrica, que se propaga pelo espaço sob a forma de som e luz. Essas formas de energia, no entanto, não se propagam da mesma maneira. Ondas luminosas (objeto da próxima unidade) fazem parte do amplo espectro das ondas eletromagnéticas, que se propagam sem necessitar de um meio de apoio para isso. Ondas sonoras são ondas mecânicas, que só se propagam através de meios elásticos, como os dos exemplos ilustrados a seguir:

Ondas propagando-se em uma mola.

Ondas propagando-se na água.

Animais marinhos, como baleias e golfinhos, por exemplo, se comunicam por meio de sons (assobios) que se propagam na água.

Na primeira foto, quando se faz oscilar a extremidade da mola para cima e para baixo, como está indicado pela dupla seta, a oscilação gera uma onda mecânica que se propaga por essa mola (meio elástico). Na segunda foto, o movimento de vaivém das ondas do mar por uma garganta entre as rochas (destaque em amarelo) dá origem a ondas mecânicas que se propagam pela água (o meio elástico, nesse caso). Esses exemplos mostram propagações ondulatórias que, por serem visíveis, tornam mais fácil o estudo desse tipo de movimento. Por isso, é por meio delas que serão apresentadas as suas grandezas físicas fundamentais logo a seguir. Mais adiante, vamos estender esse estudo também às ondas sonoras, ondas mecânicas que, além de invisíveis, têm características próprias que as distinguem das ondas dos exemplos acima, entre elas a de se propagar tanto no ar quanto na água. Essa propriedade torna essas ondas extremamente relevantes para a comunicação de animais terrestres ou aquáticos.

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O verbo propagar tem vários significados, como difundir, multiplicar, generalizar, transmitir, entre outros, todos relacionados de alguma forma com movimento. Mas nenhum deles é aplicável ao movimento de partículas ou corpos materiais. Não se pode dizer que um automóvel se propaga com velocidade de 100 km/h, por exemplo. Essa distinção é muito importante, porque mostra a diferença entre o movimento ondulatório e o movimento de corpos ou partículas. Ondas não se movimentam como corpos, mas propagam-se, mais ou menos como se propagam boatos e ideias.