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Física 2º ano ensino médio ondulatória comprimento, frequência, amplitude e período de uma onda

Aula de Física 2º ano Ensino Médio

Física 2º ano ensino médio ondulatória comprimento, frequência, amplitude e período de uma onda

  1. 1. Ciências da Natureza e suas Tecnologias - FÍSICA Ensino Médio, 2ª Série Ondulatória: comprimento, frequência, amplitude e período de uma onda
  2. 2. Física , 2º Ano ONDULATÓRIA A onda é somente energia, pois ela só faz a transferência de energia cinética da fonte para o meio. A definição de onda é qualquer perturbação (pulso) que se propaga em um meio. Ex: uma pedra jogada em uma piscina (a fonte), provocará ondas na água, pois houve uma perturbação (1). Imagem:RainerZenz/GNUFreeDocumentation License.
  3. 3. Física , 2º Ano ONDULATÓRIA Vamos supor que uma pessoa segure uma das extremidades de uma corda e que essa pessoa passe a fazer movimentos para cima e para baixo com a sua mão.(2) Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
  4. 4. Física , 2º Ano ONDULATÓRIA Os movimentos da mão da pessoa irão provocar uma sucessão de ondas senoidais que passarão pela corda com velocidade de intensidade V, conforme a ilustração abaixo: (3) Direção de propagação Direção de vibração v Imagem: CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
  5. 5. Física , 2º Ano EQUAÇÃO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA t S V ∆ ∆ = T V λ = v = velocidade da onda ΔS = distância percorrida Δt = intervalo de tempo λ = comprimento de uma onda sonora ou onda electromagnética T = período da onda A velocidade de uma onda pode, portanto, ser calculada com a seguinte fórmula: (3)
  6. 6. Física , 2º Ano PERÍODO DE UMA ONDA PERÍODO (T) • O intervalo de tempo que é necessário para que um ponto vibrante percorrer um ciclo completo. (3) PERIÓDO ALTERNAÇÃO POSITIVA AMPLITUDE ALTERNAÇÃO NEGATIVA EIXO TEMPO UM SEGUNDO
  7. 7. Física , 2º Ano FREQUÊNCIA DE UMA ONDA FREQUÊNCIA (f) • O número de ciclos feitos por um ponto vibrante na unidade de tempo. (3) 1 2 3
  8. 8. Física , 2º Ano ONDAS PERIÓDICAS Comprimento de Onda grande Amplitude A1 Amplitude A2 Amplitude A3 Frequência baixa Frequência alta Frequência alta V1 V2 V2 λ2 λ1 λ1 > λ2 , V1<v2 A1>A2
  9. 9. Física , 2º Ano EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO EQUAÇÃO DA FREQUÊNCIA E PERÍODO F=1/T F(Hz)- Frequência em Hertz T(s)- Tempo em segundo Uma revolução ou execução por segundo corresponde assim a 1 Hertz.
  10. 10. Física , 2º Ano AMPLITUDE DAS ONDAS AMPLITUDE (A) • É a distância de uma crista ou um vale ao nível de equilíbrio. Amplitude Amplitude Amplitude Y 0 X
  11. 11. Física , 2º Ano INTENSIDADE DO SOM • Quanto maior a amplitude da onda sonora, maior a intensidade do som. • Está relacionada com a amplitude da onda sonora. A A A’ t SOM FORTE SOM FRACO
  12. 12. Física , 2º Ano ALTA E BAIXA FREQUÊNCIA • O som alto ou agudo corresponde a uma maior frequência ao contrário de som baixo ou grave.(4) Frequência baixa – som grave Frequência alta – som agudo
  13. 13. Física , 2º Ano COMPRIMENTO DE ONDA (λ) Comprimento da onda • Na onda, é a distância que a perturbação percorre durante um período. λ λ
  14. 14. Física , 2º Ano EQUAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA • O comprimento de onda eletromagnética é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. C = Velocidade da luz f = Frequência λ = Comprimento de onda (5) λ = c/f
  15. 15. Física , 2º Ano GRANDEZAS DAS ONDAS • λ = comprimento de onda, de onda sonora ou onda eletromagnética; • c = velocidade da luz no vácuo = 299.792,458 km/s ~ 300.000 km/s = 300.000.000 m/s • v = velocidade do som no ar = 343 m/s a 20 °C (68 °F); • f = frequência da onda 1/s = Hz. • Ouve-se de 20 a 20.000 Hz (5).
  16. 16. Física , 2ª Ano ELEMENTOS DAS ONDAS Elementos de uma Onda vale vale crista cristaλ λ
  17. 17. Física , 2º Ano ELEMENTOS DAS ONDAS Construtiva:Construtiva: Crista+CristaCrista+Crista ouou Vale+ValeVale+Vale →→ AARR= A= A11++ AA22 Destrutiva:Destrutiva: Crista+ValeCrista+Vale →→ AARR= A= A11 –– AA22 + = Interferência Construtiva Interferência Desconstrutiva + = Em fase Oposição de fase
  18. 18. • Física , 2º Ano VELOCIDADES SUPERSÔNICAS • Quando os objetos se deslocam a velocidades superiores à velocidade do som. Imagem:Arpingstone/Publicdomain.
  19. 19. Física , 2º Ano ESPECTRO DE FREQUENCIA SONORA • ESPECTRO DE FREQUÊNCIA SONORA 10 20 100 1000 10000 100000 106 107 Infrassons sentidos como vibrações, por exemplo, nos terremotos Frequência (Hz)20000 Faixa de audição humana Frequência típica do sonar Limite de audição superior de Morcegos e golfinhos Ultrassons Frequência típica De ultrassons Para fins médicos
  20. 20. CÁLCULO DA VELOCIDADE E COMPRIMENTO DE ONDA Física , 2º Ano CÁLCULO DA VELOCIDADE DE UMA ONDA 1 . . d v f t T T λ λ λ= = = = fv .λ= Tv.=λ
  21. 21. Física , 2º Ano CURIOSIDADES • Depois que a onda é emitida, seu período e sua frequência não mudam mais. • A velocidade de uma onda só depende do meio onde ela está se propagando. • A luz é mais rápida em meios menos densos, já o som propaga-se mais rapidamente em meios mais densos. (6)
  22. 22. Física , 2º Ano ONDAS ELETROMAGNÉTICAS • Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de pele. • Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar doenças. • Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes. • Raios infravermelhos: são emitidos por corpos aquecidos e usados para secar pinturas. • Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio e televisão. (7)
  23. 23. Física , 2º Ano EXEMPLO • Uma onda periódica se propaga com frequência de 20 Hz em um certo meio. Um seguimento dessa onda aparece na figura. Determine sua velocidade de propagação Hzf 20= cm9 2 = λ cm18=λ fv .λ= 20.18=v scmv /320= 9cm
  24. 24. Física , 2º Ano EXEMPLO 2 • Exemplo 2: De uma torneira caem gotas idênticas à razão de 3 a cada segundo, exatamente no centro da superfície livre da água. Os círculos da figura representam cristas, originadas pelas gotas. Determine a velocidade de propagação dessas ondas. (8)
  25. 25. Física , 2º Ano RESOLUÇÃO Hz s gotas f 3 3 == Hzf 3= fv .λ= 6.3=v scmv /18= y(cm) x(cm) 6 12 18 ICAÇ (8)
  26. 26. Bibliografia • Gonçalves Filho, A.; Toscano, C. Física para o Ensino Médio. 1ª ed. São Paulo: Scipione, 2002. • http://www.fisica.net/ondulatoria/classificaca odasondas.pdf • http://www.brasilescola.com/fisica Física , 2º Ano ONDULATÓRIA
  27. 27. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 2 Rainer Zenz / GNU Free Documentation License. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:2006- 01-14_Surface_waves-2.jpg 09/05/2012 3 CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i n_a_rope.png 09/05/2012 4 CK-12 Foundation / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wave_i n_a_rope.png 09/05/2012 18 Arpingstone / Public domain. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Concor de_on_Bristol.jpg 10/05/2012 Tabela de Imagens

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