Onda periódica é aquela que repete sempre o mesmo comprimento de onda em um mesmo período. Isso significa que a posição das cristas (pontos de máximo vertical do comprimento de onda) e a dos vales (pontos de mínimo vertical do comprimento de onda) estão sempre na mesma posição. As posições das cristas e dos vales equivalem à amplitude da onda. Show
O tempo necessário para formação de um comprimento de onda é chamado de período, ou seja, o tempo necessário para formar dois vales ou duas cristas consecutivas. Já a quantidade de comprimentos de ondas formados em um segundo é denominada frequência, e ela é o inverso do período. Leia também: Ondas eletromagnéticas — formadas pela combinação de campos elétricos e magnéticos Resumo sobre ondas periódicas
O que são ondas periódicas?As ondas periódicas são caracterizadas por repetirem sempre o mesmo comprimento de onda (λ), medido em metros (m), em um mesmo período. Podem ser do tipo senoidais, retangulares, triangulares. O importante para essa classificação é que o comprimento de onda possua o mesmo formato no mesmo período regular. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Quais são as características das ondas periódicas?Todas as ondas periódicas têm a mesma forma no mesmo intervalo de tempo. Mesmo que essa forma mude de uma onda para outra, o comportamento delas será o mesmo, como demonstrado na figura a seguir. Quais são os elementos das ondas periódicas?As ondas são caracterizadas por terem: amplitude, período, frequência e seu comprimento.
A figura a seguir representa uma onda transversal periódica, com seus componentes representados. Onda periódica do tipo senoidal, com os valores das amplitudes de máximo e mínimo e comprimento de onda demarcados.
A onda quadrada a seguir é formada pelo fluxo de corrente contínua em um circuito.
Observa-se que a onda tem seu formato padronizado, ou seja, formando ciclos iguais no mesmo período. Sendo assim, trata-se de uma onda quadrada e periódica.
As cristas e os vales correspondem, respectivamente, aos valores das posições das amplitudes máximas e mínima. Sendo assim, o vale equivale a -12 V e a crista a 12 V.
Por se tratar de uma onda periódica, os comprimentos de onda serão todos iguais. O comprimento de onda é a distância entre uma crista a outra, assim: Na figura, há formação de dois comprimentos de onda, cobrindo assim uma distância de 0,018 nm. \(2\lambda=0,018\) \(\lambda=\frac{0,018}{2}=0,009\ nm\ \)
Considerando que, para formar um comprimento de onda, são necessários 8 s, como demonstrado no gráfico, deve-se ainda observar que esse tempo é denominado período, logo, a resposta será T = 8 s. Leia também: Ondas estacionárias — aquelas resultantes da superposição entre ondas distintas Quais são as fórmulas das ondas periódicas?A velocidade é a razão entre o espaço percorrido e o tempo gasto para percorrê-lo, mas, ao lidar-se como uma onda, tem-se a velocidade de propagação — o espaço percorrido —; o comprimento de onda λ — distância ente o início de duas cristas ou vales consecutivos —; e o período T — tempo necessário para formação de um comprimento de onda. A velocidade dessa onda é dada pelo produto entre comprimento de onda e frequência, medida em hertz (Hz). \(v=\lambda\ .f\) O período é o inverso da frequência, consequentemente, a velocidade da onda também pode ser escrita como a razão entre o comprimento de onda e o período de formação dela. \(T=\ \frac{1}{f}\ \ \ \ \) \(v=\frac{\lambda}{T}\) Veja um exemplo de cálculo a seguir. Um gerador de pulsos elétricos é capaz de gerar vários formatos de ondas nas mais diversas frequências e é amplamente utilizado em aparelhos eletrônicos de áudio e telecomunicação. Uma das suas leituras gerou a onda da figura a seguir. Qual é a velocidade dessa onda? Resposta: Analisando a figura, observa-se que 0,006 m cobre um comprimento de onda e meio (1,5.λ). \(1,5\lambda=0,009\) \(\lambda=\frac{0,009}{1,5}=0,006\ m\) A figura mostra a repetição de 3λ em 0,45 s. \(3\lambda=0,45\ s\) \(\lambda=\frac{0,45\ s}{3}=0,15\ s\) Um comprimento de onda é formado em 0,15 s, logo, esse é o período da onda. Para calcular a velocidade, utiliza-se: \(v=\frac{\lambda}{T}=\frac{0,006}{0,15}=0,04\ m/s\) Leia também: Fenômenos ondulatórios — o que pode acontecer quando uma onda encontra um obstáculo? Exercícios resolvidos sobre ondas periódicasQuestão 1 Uma onda periódica produzida em um experimento teve frequência igual a 8 KHz e velocidade igual a 5,6.104 m/s. Caso se mantenha o valor do comprimento de onda e a frequência ser mudada para 6 kHz, o comprimento de onda e a velocidade da onda serão iguais a: a) 5 km - 12 m/s b) 7 m - 4,2.104 m/s c) 6 km - 7.104 m/s d) 8 m - 6,5.10³ m/s e) 16 m - 8,3.05 m/s Resposta: alternativa B Extraindo os dados: Como os valores mudarão, deve-se diferenciar as velocidades e frequências antes e depois da mudança. v1 = 5,6.104 m/s f1 = 8 KHz = 8.10³ Hz (k = 10³) f2 = 6 KHz = 8.10³ Hz Calculando primeiramente o valor do comprimento de onda: \(v=\lambda.f\) \(5,6.{10}^4\ =\lambda.8.10³\) \(\lambda=\frac{5,6.10^4}{8.10³}=0,7.10=7 m\) Tendo o valor do comprimento de onda, calcula-se a nova velocidade: \(v=\lambda.f=7\ .\ \ 6.10^3=42.{10}^3\ m/s\) Pelas normas da notação científica, o valor deve ser de 1 a menor que 10. \(v=4,2.{10}^4\ m/s\) Questão 2 Uma corda recebe a ação de uma força sobre ela, formando uma onda, com início na origem do plano cartesiano, com um total de 6 cristas, em 0,8 segundos. Considerando que a velocidade dessa onda foi de 4 m/s, a alternativa que representa o valor da medida do comprimento de onda nessa corda é: a) 0,9 m b) 12 m c) 7 m d) 8,4 m e) 0,48 m Resposta: alternativa E Extraindo os dados:
Se foram formadas 6 cristas, a onda será como na figura a seguir. Com 6 cristas, 5 formas de comprimento de onda apareceram em 0,8 s, logo: \(5\lambda=0,8\ s\) \(\lambda=\frac{0,8\ s}{5}=0,16\ s\) Se o comprimento de onda foi formado em 0,16 s, esse será o valor do período T. \(v=\frac{\lambda}{T}\) \(4=\frac{\lambda}{0,12}\) \(\lambda=4.0,12=0,48\ m\) \(\lambda=0,48\ m\) Como se chama a distância entre duas cristas de uma onda?A distância horizontal entre duas cristas, ou duas cavas, consecutivas denomina-se comprimento de onda (L).
Como se chama a distância entre duas?Dessa forma, a distância entre dois pontos é um comprimento.
O que é a crista da onda?Ponto mais elevado de uma onda.
Como se chama a metade da altura de uma cristã e um vale de uma onda?Amplitude (A): é a metade da altura de onda, A=H/2. Comprimento de onda (L): é a distância horizontal entre cristas consecutivas (ou cavados consecutivos), na direção de propagação da onda.
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