Aulas de Física e Química

O Som e a Luz...

Conceito de Onda

O som, tal como a luz ou uma emisão via rádio, propaga-se através de ondas. No caso das ondas sonoras, estas resultam de uma perturbação no meio material em que o som se está a propagar. O estudo das ondas sonoras não é fácil, uma vez que não conseguimos ver a olho nú o movimento vibratório das partículas do meio material no qual o som se propaga. Para facilitar a compreensão do conceito de onda, podemos observar o que acontece à superfície da água de um lago quando lhe atiramos uma pedra:

Neste caso, a onda propaga-se a partir do ponto onde foi lançada a pedra até à margem do lago. Se observares atentamente o movimento da folha que se encontra à superfície da água, vais reparar que esta sobe e desce com a ondulação da água:

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

- Quando a folha se encontra no ponto de altura máxima diz-se que está numa Crista;

- Quando atinge o ponto de altura mínima diz-se que está num Ventre;

- Quando a folha passa pela posição onde estaria caso não houvesse ondulação, diz-se que está na Posição de Equilíbrio.

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

É importante saber que:

- Não há transporte de matéria ao longo da direcção de propagação (a folha não se move na horizontal, apenas na vertical);

- Há transporte de energia associada à vibração das partículas ao longo da direcção de vibração.

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Ondas Transversais

As ondas que ocorrem à superfície de um lago são ondas Transversais. A onda propaga-se na horizontal (desde o local onde caiu a pedra até à margem), enquanto que as partículas de água vibram na vertical (sobem e descem tal como a folha). Assim, diz-se que a direcção de propagação (que é a horizontal) é perpendicular à direcção de vibração (que é a vertical). Por esse motivo este tipo de ondas são chamadas de transversais. Ocorre o mesmo quando se faz vibrar uma mola tal como representado na figura seguinte.

Ondas Transversais

A vibração ocorre perpendicularmente à direcção de vibração.
Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

Ondas Longitudinais

As ondas sonoras são ondas Longitudinais. Relembra o simulador do movimento das partículas do ar apresentado anteriormente:

Simulação do movimento das partículas do ar durante a propagação de um Som

No exemplo do simulador, a onda propaga-se na horizontal (desde o local onde vibra a corda da guitarra até ao lado direito do ecrã - as primeiras parículas a vibrar são as que se encontram junto da corda), e as partículas de ar vibram também na horizontal (efectuam o movimento esquerda, direita, esquerda, direita, ...). Assim, diz-se que a direcção de propagação (que é a horizontal) é igual à direcção de vibração (que também é a horizontal). Por esse motivo este tipo de ondas são chamadas de longitudinais. Ocorre o mesmo quando se faz vibrar uma mola tal como representado na figura seguinte.

Ondas Longitudinais

A vibração ocorre ao longo da direcção de vibração.
Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

Representação Gráfica de uma onda Sonora

As ondas sonoras são ondas de pressão, que resultam de zonas de compressão intercaladas com zonas de expansão.

Imagem do livro "FQ8 - Sustentabilidade na Terra - Edições ASA".

As zonas de compressão estão representadas a azul escuro na imagem e representam locais onde as partículas se encontram muito próximas umas das outras. As zonas de expansão estão representadas a branco na imagem e representam locais "vazios", sem partículas. Na representação gráfica de uma onda sonora, consideram-se:

- as zonas de compressão como cristas;

- as zonas de expansão como ventres.

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Simulador de Ondas numa Corda

Podes utilizar o endereço fornecido em seguida para descarregares para o teu computador um simulador de ondas numa corda:

Simulador de Ondas numa Corda

Começa por configurar todos os parâmetros do simulador tal como na figura acima e observa o movimento de cada partícula. Depois podes fazer as alterações que quiseres. Experimenta!!

Nota: Depois de descarregares o ficheiro, clica sobre o ícone do ficheiro com o botão direito e selecciona a opção "Abrir com... >> Java (TM) Platform".




Professor Nuno Machado Ciências Físico-Químicas Hit Counter by Digits