Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati
Física
Ondas OND
Pulsos e ondas OND01
Conceitos básicos OND0101
O que é um pulso? OND010101
Quando num ponto de um meio em equilíbrio produzimos uma
alteração deste equilíbrio esta alteração se propaga. Denominamos de pulso a propagação deste desequilíbrio. Exemplo: |
O que é uma onda? OND010102
Denominamos de uma onda a uma sucessão de pulsos.
Exemplo: . |
Como se classificam as ondas quanto à sua natureza? OND010103
As ondas se classificam em dois grandes grupos:
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Quais são os tipos de ondas mecânicas? OND010104
As ondas mecânicas podem ser de 3 tipos:
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O que é uma onda transversal? OND010105
Onda transversal é aquela onde a direção do movimento
das partículas do meio é ortogonal à direção de propagação do
movimento. O aspecto da onda depende do tipo de movimento das partículas. Por exemplo se as partículas realizarem um MHS a onda terá o aspecto de uma senoide ou de uma cossenoide. |
O que é uma onda longitudinal? OND010106
Onda longitudinal é aquela onde a direção do movimento das partículas do meio é a mesma direção de propagação do movimento. As partículas do meio em seu movimento realizam compressões e rarefações e dessa maneira formam-se as ondas longitudinais. |
O que é uma onda gravitacional? OND010107
As ondas gravitacionais são formadas por partículas que descrevem curvas fechadas que diminuem de tamanho com a profundidade, uma vez que são as ondas formadas nas superfícies líquidas. |
Onde e quando ocorre a onda transversal? OND010108
As ondas transversais mecânicas ocorrem em sólidos, cordas, barras e placas quando produzimos uma deformação em direção transversal. |
Onde e quando ocorre a onda longitudinal? OND010109
A onda longitudinal ocorre nos gases obrigatoriamente.
Por exemplo:
A figura a seguir mostra o cone flexível de um alto-falante em funcionamento. A onda longitudinal pode ser formada em materiais sólidos como por exemplo:
A onda longitudinal pode ser formada no interior de massas líquidas como por exemplo:
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Onde e quando ocorre a onda gravitacional? OND010110
As ondas gravitacionais ocorrem na superfície de
líquidos e particularmente na superfície da água. As ondas gravitacionais são produzidas por ventos na maioria das vezes, com também por ondas de choque provenientes do fundo dos mares que ao atingirem a superfície promovem o levantamento de grandes massas líquidas dando origem à ondas gravitacionais de grande potência denominadas de tsunamis. |
Quais são os fatores que influenciam na velocidade de propagação das ondas? OND010111
A velocidade de propagação de uma onda num meio
material depende das características físicas do meio, como: módulo de
elasticidade, massa específica, temperatura, estado de tensão para os
sólidos e pressão para os fluidos, etc. A velocidade de propagação de uma onda gravitacional depende também da profundidade. Quando a onda gravitacional se aproxima de regiões pouco profundas ocorre um achatamento das trajetórias das partículas e uma redução da velocidade de propagação. |
Quais são os fatores que influenciam na velocidade das partículas do meio onde se propaga uma ondas? OND010112
A velocidade das partículas de um meio onde se propaga
uma onda depende apenas das características da fonte geradora do
movimento, sendo portanto independente da velocidade de propagação do
movimento.
É por este motivo que, por exemplo, as ondas gravitacionais "arrebentam"
em regiões de pequena profundidade, como próximo das praias. Quando a partir deste momento a velocidade de propagação se reduz mais a partícula da crista da onda avança mais rápido que a onda ocorrendo a "arrebentação" A animação a seguir mostra um pulso de uma onda
gravitacional aproximando-se de regiões menos profundas reduzindo a sua
velocidade de propagação, proporcionando uma mudança de forma uma vez
que a velocidade da crista da onda é mantida. |
Como distinguir velocidade de propagação da onda de velocidade das partículas formadoras da onda? OND010113
Em nossa língua só existe uma palavra velocidade
para designar duas grandezas diferentes velocidade da onda e velocidade
da partícula. Na língua inglesa existem palavras diferentes para designar estas grandezas: speed para velocidade da onda e velocity para velocidade da partícula |
O que podemos entender como velocidade de escoamento?OND010114
Entendemos como velocidade de escoamento de um fluído
(gás ou líquido) à velocidade do fluído em relação a um sólido
que está em contacto com ele.
Exemplos:
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Como são classificados os escoamentos relativamente à comparação entre a velocidade de propagação de uma onda e a velocidade de escoamento? OND010115
Os escoamentos podem ser classificados em três tipos:
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Qual é o formato ideal da proa (parte da frente) de um veículo para que um deslocamento do veículo seja realizado com a resistência mínima ao avanço? OND010116
A proa do veículo deve ter em primeira aproximação uma forma que seja próxima da frente de onda que ele produz ao se deslocar. |
Qual deve ser a forma da proa de um veículo projetado para realizar deslocamentos super-críticos? OND010117
A proa deve ter um formato fino de modo a se ajustar à
frente de onda produzida pelo deslocamento.
Verifique este ajuste pela animação a seguir. Exemplificando:
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Qual deve ser a forma da proa de um veículo projetado para realizar deslocamentos sub-críticos? OND010118
A proa deve ter um formato arredondado e largo, forma de
bulbo, de modo a se ajustar à frente de onda produzida pelo
deslocamento.
Verifique este ajuste pela animação a seguir. Exemplificando:
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Qual é o motivo da ocorrência de uma fortíssima onda de choque quando um veículo realiza um deslocamento crítico? OND010119
Num deslocamento crítico a velocidade do veículo é
igual a velocidade de propagação das ondas. Conseqüentemente logo à
frente da proa do veículo forma-se uma superposição de ondas de
choque onde há uma grande concentração de energia.
Verifique esta superposição de pondas pela animação a seguir. Exemplificando:
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Qual é o motivo do avião comercial "Concorde" ter forma de proa variável? OND010120
O "Concorde" é um avião comercial projetado
para viajar em velocidade super-sônica. Próximo dos aeroportos de origem e de destino o seu deslocamento deve ser em velocidades sub-sônicas, significando que numa viagem normal ele passa pelo menos duas vezes pela barreira do som (deslocamento crítico), provocando muito barulho, o que é proibido nas legislações de proteção ao meio ambiente. Esta troca de regime de deslocamento deve ser realizada sobre o oceano ainda bastante distante das cidades. O "Concorde" é portanto um avião super-sônico, mas que, por força de lei é obrigado a se deslocar em velocidade sub-sônica em grandes distâncias, o que justifica o formato variável de sua proa. |
Qual é o motivo da existência de proas com dois formatos nos navios mercantes modernos? OND010121
A velocidade de um navio é superior à velocidade das
ondas superficiais (ondas gravitacionais) e inferior à velocidade das
ondas submersas (ondas longitudinais). Conseqüentemente o deslocamento do navio é super-crítico na superfície e sub-crítico na parte submersa, acarretando uma duplicidade de formato de proa para reduzir a resistência ao deslocamento tornando a viagem mais econômica. |
O que se entende por comprimento de onda? OND010122
Comprimento de onda é a distância entre duas
partículas consecutivas em mesma fase de deslocamento. A figura mostra o comprimento de onda como a distância entre duas cristas ou entre dois cavados consecutivos. |
Qual é a relação entre comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda? OND010123
Na extremidade livre de uma corda presa pela outra
extremidade, realizamos uma oscilação completa, o que ocorre num tempo
igual ao período. Constatamos que durante este tempo o movimento se
propagou de uma distância igual a um comprimento de onda, como mostra a
figura.
Como a velocidade de propagação da onda é a razão entre a distância propagada e o tempo, o seu valor será: |