Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

Grade 10 → Ondas e óptica → A natureza e as propriedades das ondas ↓


Ondas transversais e longitudinais


Ondas são um fenômeno fascinante que pode ser observado em diversas formas e meios. Elas são essencialmente distúrbios que transferem energia de um ponto a outro sem transferência de matéria. Os dois principais tipos de ondas mecânicas que exploraremos neste contexto são as ondas transversais e longitudinais. Essas ondas variam consideravelmente em sua velocidade e características.

Características das ondas

Antes de entrar nos detalhes das ondas transversais e longitudinais, vamos aprender algumas características básicas das ondas:

  • Comprimento de onda (λ): A distância entre pontos sucessivos que estão na mesma fase, como de pico a pico ou de vale a vale.
  • Frequência (f): O número de ciclos de onda que passam por um ponto por segundo, medido em hertz (Hz).
  • Amplitude: O deslocamento máximo dos pontos em uma onda, que está relacionado à energia da onda.
  • Velocidade (v): A rapidez com que a onda se propaga através do meio, calculada como v = fλ.

Ondas transversais

Ondas transversais são ondas nas quais o movimento das partículas no meio é perpendicular à direção de propagação da onda. Um exemplo comum de ondas transversais é observado em ondas de água, onde a água se move para cima e para baixo enquanto a onda se move pela superfície.

Visualização de ondas transversais

╾╮ ╭╴ ──────→ ╰───╯ ↑ Movimento do Meio
╾╮ ╭╴ ──────→ ╰───╯ ↑ Movimento do Meio

Na ilustração acima, a seta para cima representa a direção de transferência de energia (para a direita), enquanto a seta apontando para cima e para baixo representa o movimento das partículas no meio.

Exemplos de ondas transversais incluem:

  • Ondas de luz, que são de natureza eletromagnética.
  • Ondas em uma corda, como quando você agita uma extremidade da corda.
  • Ondas sísmicas S, que viajam através da Terra durante um terremoto.

Representação matemática

O deslocamento das partículas em uma onda transversal pode ser expresso usando uma função seno ou cosseno. Para uma onda que se desloca ao longo do eixo x, o deslocamento y pode ser escrito como:

y(x, t) = A sin(kx - ωt + φ)
y(x, t) = A sin(kx - ωt + φ)

Onde:

  • A é a amplitude da onda.
  • k é o número de onda (k = 2π/λ).
  • ω é a frequência angular (ω = 2πf).
  • φ é o ângulo de fase.

Ondas longitudinais

Diferente das ondas transversais, as ondas longitudinais envolvem o movimento das partículas que é paralelo à direção de propagação da onda. Ondas sonoras que viajam pelo ar são um exemplo clássico de ondas longitudinais, onde as partículas de ar se movem para frente e para trás na mesma direção em que a onda se desloca.

Visualização de ondas longitudinais

→→→ ←←← →→→ ←←← ──────→ Compressão Rarefação
→→→ ←←← →→→ ←←← ──────→ Compressão Rarefação

Na ilustração acima, as setas mostram a direção do movimento das partículas, que é ao longo da direção da onda. Regiões de compressão têm partículas que estão próximas umas das outras, enquanto a rarefação possui partículas que estão espalhadas.

Exemplos de ondas longitudinais incluem:

  • Ondas sonoras no ar, água e sólidos.
  • Ultrassons usados em imagens médicas.
  • Ondas P, que são as ondas primárias em um terremoto.

Representação matemática

Para ondas longitudinais o deslocamento s pode ser representado de forma similar:

s(x, t) = A sin(kx - ωt + φ)
s(x, t) = A sin(kx - ωt + φ)

Esses parâmetros são os mesmos que os das ondas transversais, destacando as semelhanças em seus modelos matemáticos apesar de suas diferenças físicas.

Comparação entre ondas transversais e longitudinais

Aspecto Ondas transversais Ondas longitudinais
Movimento das partículas perpendicular à direção da onda paralelo à direção da onda
Exemplo Ondas de luz, ondas de água, ondas em uma corda Ondas sonoras, ondas P, ultrassom
Componentes de fase Picos e vales Compressão e rarefação

Conclusão

Compreender a diferença entre ondas transversais e longitudinais ajuda a entender como diferentes tipos de ondas se propagam através de diferentes meios. Cada onda tem suas próprias características únicas e exemplos que demonstram como a energia pode fluir através do espaço. Reconhecer essas propriedades não só aumenta o entendimento em física, mas também expande a nossa compreensão dos fenômenos naturais ao nosso redor.


Grade 10 → 4.1.2


U
username
0%
concluído em Grade 10

← Anterior (4.1.1)
Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas
Próximo (4.1.3) →
Parâmetros das ondas

Comentários 



Ondas transversais e longitudinais

https://www.physicsflow.com/g10/4.1.2?pfal=pt