O que se move numa onda?
Veja uma torcida fazendo “a ola” no estádio. Uma ondulação corre pelo estádio inteiro — mas ninguém sai do lugar. Cada pessoa só levanta e senta. O que viaja é um padrão, não as pessoas.
Uma onda leva energia de um lugar para outro, sem levar junto o material por onde passa.
O mesmo vale para ondulações num lago, uma sacudida mandada por uma corda, o som no ar e (com uma diferença) a luz. Vamos ver acontecer.
Uma corda sacudida na ponta esquerda, mandando ondas para a direita, onde a ponta está presa ou solta. Escolha uma sacudida contínua ou um único pulso e ajuste frequência, amplitude e velocidade da onda. As leituras mostram a velocidade da onda, a frequência e o comprimento de onda.
Onda numa corda
InterativoFonte
Ponta direita
A matemática, com os seus números
Sacuda mais rápido (f maior) e as ondas ficam mais curtas — a velocidade continua a mesma.
Experimente
- →Observe a conta verde. Ela viaja pela corda ou só sobe e desce?
- →Dobre a frequência. O que acontece com o comprimento de onda? E com a velocidade?
- →Escolha "Pulso único" e "Presa numa parede". O que acontece quando o pulso bate na parede?
As partes de uma onda
- Amplitude — o tamanho da sacudida (a altura de uma crista acima do meio). Amplitude maior = mais energia.
- Comprimento de onda (lambda) — a distância de uma crista até a próxima.
- Frequência — quantas ondas passam por um ponto a cada segundo, medida em hertzUm ciclo por segundo. Homenagem a Heinrich Hertz, o primeiro a produzir ondas de rádio em laboratório (1887). (Hz).
- Velocidade da onda — a rapidez com que o padrão se move. Numa corda, depende de quão esticada e quão pesada ela é — não de como você a sacode.
A equação da onda
Leia em voz alta: “a velocidade da onda é igual à frequência vezes o comprimento de onda.”
Velocidade da onda· medido em m/s
A rapidez com que o padrão viaja.
Frequência· medido em Hz = 1/s
Ondas produzidas por segundo.
Comprimento de onda· medido em m
O comprimento de uma onda.
Faça uma previsão primeiro
Na mesma corda (mesma velocidade da onda), você sacode duas vezes mais rápido. O que acontece com o comprimento de onda?
Pense um pouco e clique para ver a resposta.
Faça uma previsão primeiro
Na mesma corda (mesma velocidade da onda), você sacode duas vezes mais rápido. O que acontece com o comprimento de onda?
Pense um pouco e clique para ver a resposta.
Cai pela metade. A velocidade é fixada pela corda, então se dobra, precisa cair pela metade. Teste na simulação: aumente a frequência e as ondas se espremem. É exatamente por isso que sons agudos têm comprimentos de onda curtos e sons graves têm comprimentos longos.
Exemplo resolvido: a nota musical Lá (440 Hz) no ar
Passo 1 de 3- 1O som viaja no ar à temperatura ambiente a uns 343 m/s.
Reflexões e o mundo lá fora
Escolha Pulso único e Presa numa parede. O pulso volta de cabeça para baixo! A parede não pode se mexer, então quando o pulso a puxa para cima, a parede puxa a corda para baixo (a terceira lei de Newton de novo), lançando de volta um pulso invertido. Ecos são reflexões de ondas sonoras.
Resumo
Ideias-chave para lembrar
- Uma onda leva energia, não matéria. Cada parte do meio só vai e volta.
- Ondas têm amplitude, comprimento de onda λ, frequência f e velocidade v.
- : em um período, a onda anda um comprimento de onda.
- O meio define a velocidade; a fonte define a frequência; juntos, eles definem o comprimento de onda.
Teste o que aprendeu
Fontes e leituras
Tudo nesta aula está de acordo com estas referências (em inglês). Todas são gratuitas.