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

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Características das ondas sonoras


As ondas sonoras são fenômenos fascinantes que desempenham um papel vital em como experimentamos o mundo. Elas são um tipo de onda mecânica que ocorre quando uma fonte vibrante cria distúrbios em um meio como ar, água ou um sólido. Esses distúrbios viajam através do meio como ondas e são então interpretados por nossos ouvidos e cérebro como som. Nesta lição, exploraremos as várias características das ondas sonoras, incluindo sua frequência, comprimento de onda, amplitude, velocidade e mais.

Frequência e altura

Uma das principais características das ondas sonoras é a frequência. Frequência refere-se ao número de ciclos da onda que passam por um ponto em um dado período de tempo, geralmente medido em hertz (Hz), onde um hertz é igual a um ciclo por segundo. A frequência de uma onda sonora está diretamente relacionada à altura do som. Ondas de alta frequência produzem sons de altura alta, enquanto ondas de baixa frequência produzem sons de altura baixa.

Por exemplo, imagine uma flauta e um baixo. A flauta produz ondas de alta frequência, resultando em um som de altura alta. Em contraste, o baixo produz ondas de baixa frequência, resultando em um som de altura baixa. Diferentes instrumentos musicais produzem sons de diferentes frequências, permitindo que percebamos uma faixa de alturas.

baixa frequência alta frequência

Comprimento de onda

Comprimento de onda é a distância entre cristas sucessivas (ou vales) de uma onda. É geralmente representado pela letra grega lambda (λ) e geralmente é medido em metros. A relação entre frequência (f) e comprimento de onda (λ) pode ser expressa pela seguinte fórmula:

λ = v / f

Aqui, v é a velocidade do som no meio dado. A partir dessa fórmula, você pode ver que o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência; à medida que a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui.

Amplitude e volume

A amplitude de uma onda sonora refere-se à altura do pico da onda ou à profundidade do vale a partir de sua posição de repouso. É uma medida de quanta energia a onda carrega. Quanto maior a amplitude, mais alto o som é ouvido por nossos ouvidos, e vice-versa.

Por exemplo, um sussurro tem uma amplitude menor do que um grito. É por isso que um grito soa mais alto do que um sussurro.

Velocidade do som

A velocidade do som é outra característica importante. Ela depende do meio através do qual a onda sonora viaja. No ar seco a 20°C, a velocidade do som é de cerca de 343 metros por segundo (m/s). A velocidade do som em sólidos e líquidos é mais rápida do que em gases porque as partículas em sólidos e líquidos estão mais próximas umas das outras, fazendo com que a onda se propague mais rapidamente.

Por exemplo, o som viaja mais rápido através da água do que do ar. É por isso que sons debaixo d'água chegam aos seus ouvidos mais rapidamente do que sons que viajam pelo ar.

Intensidade sonora e decibéis

Intensidade sonora é a potência sonora por unidade de área. A unidade para medir a intensidade sonora é o decibel (dB). A escala de decibéis é logarítmica, o que significa que um aumento de 10 dB representa um aumento de dez vezes na intensidade sonora.

Por exemplo, uma conversa normal pode ter uma intensidade de cerca de 60 dB, enquanto um concerto de rock pode ser tão alto quanto 120 dB ou mais, tornando necessário o uso de proteção auditiva para prevenir danos auditivos.

Reflexão, difração e refração

As ondas sonoras também podem exibir propriedades como reflexão, difração e refração.

  • Reflexão: As ondas sonoras refletem em superfícies assim como as ondas de luz. É por isso que ouvimos ecos. Por exemplo, quando você grita em direção a uma rocha, as ondas sonoras rebatem, fazendo com que você ouça um eco.
  • Difração: Difração ocorre quando as ondas sonoras se curvam em torno de obstáculos ou se espalham após passar por pequenos orifícios. Essa propriedade explica por que você pode ouvir alguém chamando em torno de um canto.
  • Refração: Refração significa a mudança na direção das ondas sonoras quando viajam de um meio para outro. As ondas sonoras viajam a diferentes velocidades em diferentes meios, causando uma curvatura. Por exemplo, as ondas sonoras que viajam do ar para a água mudarão de direção porque sua velocidade aumenta na água.
reflexão: difração: refração:

Efeito Doppler

Outro fenômeno interessante associado às ondas sonoras é o efeito Doppler, que ocorre quando a fonte de um som está se movendo em relação ao observador. Isso muda a frequência observada do som.

Um exemplo comum do efeito Doppler é a mudança no tom de uma sirene de ambulância que passa. À medida que a ambulância se aproxima, as ondas sonoras são comprimidas, tornando o som mais agudo. À medida que se afasta, as ondas sonoras são esticadas, tornando o som mais grave.

A fórmula para calcular a frequência observada (f') quando a fonte está se movendo em direção ao observador é:

f' = (v + v0) / (v - vs) * f

Onde:

  • f' = frequência observada
  • v = velocidade do som no meio
  • v0 = velocidade do observador
  • vs = velocidade da fonte
  • f = frequência real da fonte

Aplicações das ondas sonoras

As ondas sonoras são usadas em vários campos, como medicina, engenharia e entretenimento. Vamos dar uma olhada em alguns exemplos.

  • Ultrassonografia médica: Ondas sonoras de alta frequência são usadas para criar imagens de órgãos e tecidos internos. Esta técnica é amplamente utilizada em exames pré-natais.
  • Sonar: Utilizado por submarinos e navios para detectar objetos subaquáticos enviando ondas sonoras e detectando as ondas refletidas.
  • Música e gravação: As ondas sonoras são importantes na gravação e reprodução de música e outros áudios. Microfones convertem ondas sonoras em sinais elétricos, e alto-falantes fazem o inverso.

Compreender essas características e fenômenos nos dá uma compreensão completa das complexidades do som e de seus vários papéis em nossas vidas diárias.


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