1) Como é notado as Ondas nas Cordas?
As ondas, quando propagadas
numa corda, podem estar sujeitas aos fenômenos de reflexão, refração e
interferência. Elas podem ser notadas e estudadas num pulso de onda.
2) O que é um pulso de onda?
Um pulso é uma pequena e singular perturbação que se propaga por um
meio. Por exemplo, quando arruma-se uma cama pela manha: segurando o lençol,
levanta-se e abaixasse rapidamente, forma-se uma perturbação que se prolonga
pelo tecido, isso é uma onda que é produzida e acaba logo em seguida, esse tipo
de onde é chamado de pulso.
3) O que é refração de
um pulso de onda?
Acontece quando um pulso de onda se propagando em uma
corda mais leve ligada a outra, mais pesada. Após atingir a junção das cordas,
parte do pulso será refletida (voltando à origem) e parte continuará a se
propagar no mesmo sentido, porém, com velocidade menor.
Imaginemos um pulso de onda se propagando em uma corda mais leve ligada a outra, mais pesada. Após atingir a junção das cordas, parte do pulso será refletido (retornando a origem) e parte continuará a se propagar no mesmo sentido, porém, com velocidade menor. Ou seja, esse pulso foi refratado.
4) O que é
reflexão de um pulso de onda?
Ocorre quando a onda se choca com o obstáculo, não ultrapassando-o, e retorna ao mesmo meio. O ângulo de reflexão da onda com o obstáculo é de mesmo valor do seu ângulo de incidência.
Imaginemos um pulso de onda se propagando em uma corda presa a uma extremidade fixa. O pulso é refletido ao atingir a extremidade fixa, isto é, ele retorna se propagando em sentido inverso.
Na reflexão em uma extremidade fixa acontece à inversão de fase do pulso. Já na reflexão em uma extremidade móvel não ocorre a inversão do pulso. A refração ocorre sem inversão da fase do pulso.
5) O que é
interferência de onda em uma corda?
Ocorre no encontro de duas
ondas distintas num local no espaço. Há a sobreposição delas ocasionando uma
perturbação diferenciada. Após o desencontro dessas ondas sobrepostas,
percebe-se novamente suas características originais.
Interferência destrutiva:
quando a amplitude resultante é diminuída.
A = A1 – A2.
Interferência construtiva:
quando a amplitude resultante é aumentada.
A = A1 + A2.
6) O que diferencia uma onda de um pulso de onda?
Uma onda é um sequência regular de pulsos.
7) Como
calcula-se a velocidade de propagação da onda nas
Cordas?
As ondas mecânicas se propagam em meios homogêneos com velocidade
constante.
A relação entre as grandezas dessa onda é dada por:
onde:
v é a velocidade de propagação da onda, medida em m/s;
F é a força que traciona a onda, medida em Newtons (N);
μ é a densidade linear da corda, ou seja, massa por unidade de
comprimento (kg/m).
7) Exemplos
básicos de fenômenos Ondulatórios:
Esses fenômenos ondulatórios
são cotidianos e muitas vezes não nos damos conta deles. Observemos alguns
exemplos:
a) Espelhos
Espelhos são superfícies
reflexivas que refletem o espectro da luz visível em sua totalidade.
O ângulo de reflexão é igual
ao ângulo de incidência em relação a superfície macroscópica do espelho.
A igualdade entre os ângulos se dá porque a superfície do espelho é extremamente lisa.
b) Sonar
Esse equipamento usado por
navios e submarinos detecta objetos no mar.
Seu funcionamento é baseado na reflexão das ondas de som.
c) Eco
Ao falarmos, nossa voz se
propaga pelo espaço sob forma de onda. Parte da onda é refletida pelas paredes
ao nosso redor e o som retorna aos nossos ouvidos.
Porém, quando as paredes estão
próximas, o intervalo de tempo entre os dois sons é muito curto e nossos
ouvidos não têm a capacidade para distingui-los.
Entretanto, quando a parede
está longe de nós, leva mais tempo para que o som refletido retorne aos nossos
ouvidos. Dessa forma, somos capazes de distinguir dois sons. Esse é o eco.
Atividades:
1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V)
ou falsa (F):
a) Existem situações que podem alterar algumas características das ondas.
Geralmente são casos que envolvem obstáculos, temos refração, reflexão,
interferência e até mesmo a difração. (
)
b) A refração acontece no momento em que a onda passa do seu meio para outro ocorrendo:
mudança de velocidade de propagação e mudança do ângulo que a onda faz com a
reta Normal à superfície divisória dos meios de propagação.
c) Na reflexão, o ângulo que a onda faz com a reta normal é
o mesmo antes e após o obstáculo. ( )
d) A interferência ocorre no encontro de duas ondas distintas num local no espaço. Após o desencontro dessas ondas sobrepostas, percebe-se suas características totalmente alteradas. ( )
e) O fenômeno ondulatório
de reflexão é
usado por morcegos para localizar presas e obstáculos. ( )
f) Se uma pessoa oscila a extremidade de uma corda tensionada é possível ver que o pulso se propaga de maneira transversal. ( )
g) O fenômeno de interferência pode ser classificado como construtivo ou destrutivo. ( )
h) Denomina-se interferência destrutiva a situação que uma onda amplia o efeito da outra. ( )
2) Qual fenômeno ondulatório explica o mecanismo de funcionamento de um sonar marítimo ?
(A) Interferência
(B) Ressonância
(C) Reflexão
(D) Refração
3) Qual alternativa representa uma
característica correta dos espelhos planos?
(A) Refletem o espectro
da luz visível em sua totalidade.
(B) O ângulo de
reflexão é maior que o ângulo de incidência.
(C) São superfícies
de interferência ondulatória construtiva.
(D) Se um raio luminoso incidir à superfície do espelho, ele sofre desvio de trajetória, refratando-se, gerando um ângulo de refração maior que o ângulo de incidência.
4) O eco é um fenômeno ondulatório produzido pela:
(A) absorção das
ondas sonoras.
(B) refração das
ondas sonoras.
(C) transmissão
das ondas sonoras.
(D) reflexão das
ondas sonoras.
5) Qual o fenômeno ondulatório em que há
mudança na direção e na velocidade de propagação?
(B) Ressonância
(C) Reflexão
(D) Refração
6) figura abaixo representa uma onda
que percorre uma corda com velocidade de 2m/s. Para essa onda, determine:
a) O comprimento de onda.
b) A frequência.
c) O período.
7) Com o objetivo de simular as ondas no mar, foram geradas, em uma cuba de ondas de um laboratório, as ondas bidimensionais representadas na figura, que se propagam de uma região mais funda (região 1) para uma região mais rasa (região 2).
Sabendo que, quando as ondas passam de uma região para a outra, sua frequência de oscilação não se altera e considerando as medidas indicadas na figura, é correto afirmar que:
(A) o fenômeno ocorrido é uma interferência destrutiva, retornando o
sistema ao seu estado inicial.
(B) se não há alteração da frequência, não há alteração da amplitude das
ondas.
(C) a velocidade de propagação da onda 1 é maior que a da onda 2.
(D) a velocidade de propagação da onda 2 é maior que a da onda 1.
8) Qual a razão entre as velocidades de propagação das
ondas nas regiões 1 e 2 da questão anterior?
(A) 1,6.
(B) 0,4.
(C) 2,8.
(D) 2,5.
9) Assinale a única afirmativa FALSA:
(A) Na reflexão a frequência,
a velocidade de propagação e o comprimento de onda não variam.
(B) Na refração a frequência não varia. A velocidade de propagação e o comprimento de onda variam na mesma proporção.
(C) A reflexão pode ocorrer com inversão de fase (extremidade
fixa) ou sem inversão (extremidade livre).
(D) A refração de um pulso
ocorre sempre com inversão de fase.
10) Com relação ao som e à luz, assinale a alternativa FALSA:
(A) O brilho do Sol, que vemos na lataria de automóvel, é proveniente da reflexão da luz solar na superfície polida do automóvel.
(B) O eco do barulho de uma explosão provém da reflexão, em algum anteparo, das ondas sonoras provocadas pela explosão.
(C) A onda luminosa precisa de um meio para se propagar.
(D) A onda sonora só se propaga em meio material.
11) Suponha uma corda de 10 m de comprimento e massa igual a 500 g. Uma força de intensidade 300 N a traciona, determine a velocidade de propagação de um pulso nessa corda.
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