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Conceito

Ondas em um lago, onde é observável a propagação. (WikimediaComons)

Onda é uma perturbação que se propaga em um meio.

Uma onda transmite apenas energia, sem o transporte de matéria.

Imaginando que se atira uma pedra na superfície de um lago, nota-se a propagação de um pulso. Este pulso é provocado por uma pertubação no meio (no caso, água).

Um pedaço de cortiça que esteja flutuando na superfície da água não será transportado durante a passagem da onda. O pedaço de cortiça movimenta-se para cima, para baixo, para frente e para trás sem sair de sua posição.

Como a cortiça se movimenta, concluímos que a onda lhe cede energia.

Exemplo da reação de uma rolha de cortiça ao pulso de uma onda
na água.

Classificação das Ondas

Quanto à Natureza:

Mecânicas: Necessitam de um meio material para se propagar. São originadas pela deformação de um meio elástico.

Ex: onda em uma corda, onda na superfície da água, som.

As ondas mecânicas não se propagam no vácuo.

Eletromagnéticas: Não necessitam de um meio material para se propagarem. Supõe-se que sejam formadas por um campo elétrico e um campo magnético.

Ex: Luz visível, onda de rádio, raios x.

As ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo e nos meios materiais.

Quanto à Direção de Vibração

Transversais: A vibração é perpendicular à direção de propagação. 

Ex: onda em corda, onda na superfície da água, ondas eletromagnéticas.

Longitudinais: A vibração coincide com a direção de propagação.

Ex: ondas sonoras, onda longitudinal em uma mola .

Exemplo de Ondas Longitudinais (fonte: commons.wikimedia)

Quanto à Direção da Propagação

Unidimensionais: São aquelas que se propagam numa só direção.

Ex: ondas em cordas.

Bidimensionais: São aquelas que se propagam em um plano.

Ex: ondas na superfície da água.

Tridimensionais: São aquelas que se propagam em todas as direções.

Ex: ondas sonoras.

Elementos de uma Onda

Considere a onda representada na imagem abaixo. Ela representa ondas periódicas que se propagam ao longo de uma corda.

a) Cristas : são os postos mais altos da onda.

b) Vales : são os pontos mais baixos da onda.

c) Comprimento de Onda (λ): é a distância entre duas cristas ou entre dois vales consecutivos.

d) Amplitude (A): representa o máximo afastamento de uma partícula em relação à posição de equilíbrio.

e) Altura (H): representa a altura máxima da onda.

Período e Frequência

Período (T): é o tempo gasto por um ponto do meio para realizar uma oscilação completa. No SI, o período é dado em segundos(s);

Frequência (f): é o número de oscilações completas que um ponto do meio realiza na unidade de tempo. No SI a frequência expressa em hertz (Hz).

Observe:

- 1 HZ é a frequência de uma oscilação periódica que realiza uma oscilação completa em 1 s.

Equação da Velocidade

A velocidade com que uma onda se propaga em um meio homogêneo é constante e depende das propriedades físicas do meio.

Se considerarmos que num intervalo de tempo igual ao período (T) da onda o deslocamento da onda será de um comprimento de onda (λ), podemos escrever:

Observações:

1°) A frequência de uma onda é sempre igual à frequência da fonte que a produziu.

2°) Em um mesmo meio, como a velocidade é constante, quanto maior a frequência de uma onda menor será o seu comprimento de onda.

EXERCÍCIOS

01. (CESCEM) - A propagação de ondas, envolve, necessariamente:

a) Transporte de energia.

b) Transformação de energia.

c)  Produção de energia.

d)  Movimento de matéria.

e)  Transporte de matéria e energia.

02. (PUC-MG) - É uma característica de qualquer onda, exceto:

a) Apresentar uma maneira única de vibrar, transversal ou longitudinalmente.

b) Mudar o comprimento de onda ao mudar de meio.

c) Manter sua frequência ao mudar de meio.

d) Propagar-se no vácuo.

e) Transferir energia sem transportar matéria.

03. (ENEM 2010) As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera.

Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da:
a) reflexão.
b) refração.
c) difração.
d) polarização.
e) interferência.

04. (ENEM 2012) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo.

Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente:

a) maior que 25 cm e maior que 1,0 m/s.
b) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s.
c) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s.
d) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s.
e) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s.






Gabarito
01. Resposta A
Falamos logo no começo que a onda transporta energia.
02. Resposta D.

Questão "pegadinha", primeiro se atente as palavras "qualquer" e "exceto" e volte na Classificação das ondas e vai entender.

03. Resposta A
As ondas eletromagnéticas atingem a região após sofrer reflexão na ionosfera.
04. Resposta B

 Maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. Veja logo acima quando tratamos da Equação da Velocidade da onda. Diminuir o tempo de de 2 para 1 segundo aumentará consecutivamente o tamanho do comprimento da onda.

Elaboração: Equipe Mais Educação