Ondas

Tratam-se de perturbações oscilantes de alguma grandeza física em determinado espaço e de acordo com certo período no tempo.

Você já deve ter falado com seus amigos sobre “tirar uma onda” ou “pegar uma onda”, mas será que esses termos fisicamente são corretos? Vamos trabalhar, no presente texto, o conceito de onda e sua classificação para a física. As ondas podem ser divididas em várias categorias, dependendo das suas características.

Natureza das ondas

Uma onda, de forma geral, é qualquer sinal que se transmite de um ponto a outro de um meio, com velocidade definida e transportando energia. Ou seja, onda é o nome que se dá à transmissão de um sinal entre dois pontos distantes de tal forma que não haja transporte direto de matéria entre eles – já que a natureza da onda é uma perturbação no meio ou do campo.

Ondas se propagando na superfície de um meio líquido. Imagem: Wikimedia Commons.
Ondas se propagando na superfície de um meio líquido. Imagem: Wikimedia Commons.

O fenômeno da onda aparece em muitos contextos em todas as áreas da física, além de estar em nosso cotidiano. Um exemplo restrito de onda é a sonora (ou o som), que se move através da matéria e, em seguida, vibra nossos tímpanos para que possamos ouvir. Outro exemplo clássico é a luz, que é um tipo especial de onda que é composta de fótons, que nos permitem enxergar.

Tipos de Ondas

Ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas

Todas as ondas podem ser categorizadas como mecânicas ou eletromagnéticas. As ondas mecânicas são ondas que precisam de um meio material para que elas possam se propagar. Essas ondas viajam de forma que moléculas do meio colidam umas com as outras, passando a energia. O som, por exemplo, pode viajar através do ar, água ou sólidos, mas não pode viajar através do vácuo. Ele precisa do meio material para ajudá-lo a viajar. Outros exemplos incluem ondas água, ondas sísmicas, e ondas que viajam através de uma mola.

Já as ondas eletromagnéticas são ondas que podem viajar através do vácuo. Elas viajam através de campos elétricos e magnéticos que são gerados por partículas carregadas. Exemplos de ondas eletromagnéticas incluem luz, micro-ondas, ondas de rádio e raios-X.

Um tambor produz som por meio de uma membrana vibrante. Imagem: Wikimedia Commons.
Um tambor produz som por meio de uma membrana vibrante. Imagem: Wikimedia Commons.

Outra maneira de descrever uma onda é pela direção em que ela viaja, que pode ser transversal ou longitudinalmente, conforme veremos a seguir.

Ondas transversais e ondas longitudinais

Ondas transversais são ondas que se propagam perpendicularmente ao deslocamento sofrido pelas partículas. Você pode pensar na onda movendo para a esquerda e para a direita (horizontal), enquanto a partícula se move para cima e para baixo (vertical). Um exemplo de onda transversal poderia ocorrer em um lago calmo que, ao ser atingido por uma pedra, cria ondulações de água que se movem para cima e para baixo.

Vamos imaginar agora que uma corda esteja com uma de suas extremidades amarradas em um dispositivo que vibra verticalmente e outra extremidade na parede, produzindo ondas que se repetem em tempos iguais, ou seja, são ondas periódicas.

Diagrama mostrando ondas longitudinais e ondas transversais.

As cristas são os pontos mais altos da onda. Os vales são os pontos mais baixos, a amplitude (A) é a distância máxima entre o eixo de simetria da onda até uma crista ou vale, o comprimento de onda é a distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas.

Referências

FEYNMAN, R., Lectures on Physic. New York: Addison Wesley, 2005.

Por Carlos Ferreira
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1. (UFSM-RS/2012) A presença e a abrangência dos meios de comunicação na sociedade contemporânea vêm introduzindo elementos novos na relação entre as pessoas e entre elas e o seu contexto.

Rádio, televisão e telefone celular são meios de comunicação que utilizam ondas eletromagnéticas, as quais tem a(s) seguinte(s) propriedade(s):

I – propagação no vácuo.

II – existência de campos elétricos variáveis perpendiculares a campos magnéticos variáveis.

III – transporte de energia e não de matéria.

Esta(ao) correta(s)

a) apenas I.

b) apenas II.

c) apenas III

d) apenas I e II.

e) I, II e III.

 

(UNEMAT-MT/2012) No passado, durante uma tempestade, as pessoas costumavam dizer que um raio havia caído distante, se o trovão correspondente fosse ouvido muito tempo depois; ou que teria caído perto, caso acontecesse o contrario.

Do ponto de vista da Física, essa afirmação está fundamentada no fato de, no ar, a velocidade do som:

  1. variar como uma função da velocidade da luz.
  2. ser muito maior que a da luz.
  3. ser a mesma que a da luz
  4. variar com o inverso do quadrado da distancia.
  5. ser muito menor que a da luz.

1) (E)

I. Correta, por exemplo, a luz é uma onda eletromagnética (não precisa de meio material para se propagar) transversal.

II. Correta, as variações no campo magnético produzem campos elétricos variáveis que, por sua vez, produzem campos magnéticos também variáveis e assim por diante, permitindo que energia e informações sejam transmitidas a grandes distâncias através das ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo com velocidade constante de 3,0.108m/s,, inclusive a luz

III. Correta, conforme da a definição de onda, ela não transporta matéria, apenas energia.

 

2) (E)

O raio, relâmpago e trovão são fenômenos atmosféricos que ocorrem antes ou durante tempestades, causados por descargas elétricas entre nuvens ( relâmpago ) ou entre uma nuvem e o solo ( raio ), acompanhados de um estrondo ( trovão ), o raio ocorre quando uma nuvem, carregada de eletricidade estática, atinge um potencial eletrostático tão elevado que a camada de ar existente entre ela e o solo deixa de ser isolante, tornando-se condutor, permitindo a movimentação das cargas elétricas até o solo com o relâmpago ocorre a mesma coisa só que é entre as nuvens essas descargas elétricas produzem uma grande luminosidade devido ao aquecimento do ar, que pode ser vista bem distante o trovão é o som que acompanha a violenta expansão do ar quando é rapidamente aquecido devido à diferença de velocidades da luz e do som (luz, 3.108m/s e som, 340m/s), quando o raio ou relâmpago ocorre a grande distância do local de observação, o trovão é ouvido alguns segundos depois do clarão.

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