Grade 9
  1. Mecânica  1.1. Movimento  1.1.1. Tipos de movimento  1.1.2. Distância e deslocamento  1.1.3. Velocidade e Velocidade  1.1.4. Aceleração  1.1.5. Representação gráfica do movimento  1.1.6. Equações do movimento  1.1.7. Movimento uniforme e não uniforme  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Velocidade relativa  1.1.10. Movimento circular  1.2. Leis da força e movimento  1.2.1. O conceito de força  1.2.2. A primeira lei do movimento de Newton  1.2.3. Segunda lei do movimento de Newton  1.2.4. Terceira Lei de Newton do Movimento  1.2.5. Inércia e tipos de inércia  1.2.6. Movimento  1.2.7. Conservação do momento  1.2.8. Aplicação das leis de Newton na vida cotidiana  1.2.9. Tipos de Forças (Contato e Não Contato)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Força Gravicional  1.3.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.3.2. Importância da Força Gravitacional  1.3.3. Aceleração devido à gravidade  1.3.4. Queda livre e ausência de peso  1.3.5. Massa e peso  1.3.6. Variação de g com altura e profundidade  1.3.7. Leis do movimento planetário de Kepler  1.3.8. Satélites e suas órbitas  1.4. Trabalho, Energia e Potência  1.4.1. Conceito de trabalho  1.4.2. Ações positivas e negativas  1.4.3. Trabalho realizado por força constante e variável  1.4.4. Energia e suas formas  1.4.5. Kinetic energy and potential energy  1.4.6. Lei da conservação de energia  1.4.8. Unidade comercial de energia  1.4.9. Teorema Trabalho-Energia  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Mechanical advantage  1.5.3. Eficiência das máquinas  1.5.4. Alavancas e seus tipos  1.5.5. Polias e Planos Inclinados  1.5.6. Engrenagens e seus usos
  2. Propriedades da matéria  2.1. Estados da matéria  2.1.1. Sólidos, líquidos e gases  2.1.2. Propriedades dos diferentes estados da matéria  2.1.3. Mudança no estado da matéria  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidade e pressão  2.2.1. Conceito de densidade e densidade relativa  2.2.2. Pressão em sólidos, líquidos e gases  2.2.3. Lei de Pascal e suas Aplicações  2.2.4. Pressão atmosférica e suas variações  2.2.5. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Flutuabilidade e o princípio de Arquimedes  2.3.1. Força de flutuabilidade  2.3.2. Princípio de Arquimedes  2.3.3. Aplicações do Princípio de Arquimedes  2.3.4. Objetos flutuantes e afundantes  2.3.5. Teoria da Flotação e Princípio de Arquimedes
  3. Calor e Termodinâmica  3.1. Temperatura e calor  3.1.1. Conceito de calor e temperatura  3.1.2. Medição de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condução de calor  3.2.2. Convecção de calor  3.2.3. radiação de calor  3.2.4. Aplicações da transferência de calor  3.2.5. Condutividade térmica  3.3. Expansão térmica  3.3.1. Expansão de sólidos, líquidos e gases  3.3.2. Expansão anômala da água  3.3.3. Aplicações da Expansão Térmica  3.4. Capacidade calorífica específica e calor latente  3.4.1. Conceito de capacidade calorífica específica  3.4.2. Medição e aplicações do calor específico  3.4.3. Calor latente de fusão e vaporização  3.4.4. Motores Térmicos e Eficiência
  4. Ondas e som  4.1. Ondas e seus tipos  4.1.1. Ondas mecânicas e eletromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinais e Transversais  4.1.3. Propriedades das Ondas  4.1.4. Comprimento de onda, frequência e velocidade da onda  4.1.5. Superposição de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Natureza e transmissão do som  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Reflexão do som e eco  4.2.4. Sonar e ultrassom  4.2.5. Ressonância e pulsação  4.3. Características do som  4.3.1. Intensidade, volume e qualidade do som  4.3.2. Efeito Doppler no som
  5. Iluminação e Óptica  5.1. Reflexão da luz  5.1.1. Leis da reflexão  5.1.2. Reflexão em um espelho plano  5.1.3. Reflexão em um espelho esférico  5.1.4. Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos  5.1.5. Aplicações da Reflexão  5.2. Refração da luz  5.2.1. Leis da refração  5.2.2. Índice de refração  5.2.3. Refração através de uma placa de vidro  5.2.4. Refração na água e no ar  5.2.5. Lentes e seus tipos  5.2.6. Formação de imagens por lentes convexas e côncavas  5.2.7. Reflexão interna total e suas aplicações  5.3. Dispersão e espalhamento de luz  5.3.1. Espectro da luz branca  5.3.2. Prismas e Dispersão  5.3.3. Efeito Tyndall e céu azul
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Carga elétrica e eletricidade estática  6.1.1. O conceito de carga elétrica  6.1.2. Carregamento por fricção, contato e indução  6.1.3. Eletroscópio e seu funcionamento  6.2. Corrente Elétrica  6.2.1. O conceito de corrente elétrica  6.2.2. Lei de Ohm e Resistência  6.2.3. Fatores que afetam a resistência  6.2.4. Circuitos em Série e Paralelo  6.2.5. Efeito térmico da corrente elétrica  6.2.6. Potência e energia elétrica  6.3. Magnetismo  6.3.1. Ímãs naturais e artificiais  6.3.2. Propriedades dos ímãs  6.3.3. Magnetismo da Terra  6.3.4. Campo magnético e linhas de campo  6.3.5. Eletroímãs e suas aplicações
  7. Física Moderna  7.1. estrutura do átomo  7.1.1. Estrutura Atômica e Partículas Subatômicas  7.1.2. Elétrons, Prótons e Nêutrons  7.1.3. Modelo de Rutherford e Bohr  7.2. Radioatividade  7.2.1. Tipos de emissões radioativas  7.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  7.2.3. Usos e perigos da radioatividade
  8. Ciência espacial e astronomia  8.1. O universo e seus componentes  8.1.1. Estrelas e galáxias  8.1.2. Planetas e Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturais e artificiais  8.2.2. Uso de satélites

Grade 9 ↓


Ondas e som


No mundo ao nosso redor, ondas e som desempenham um papel vital em nossas vidas diárias. Desde a música que ouvimos, a forma como nos comunicamos e até mesmo a tecnologia que usamos, entender ondas e som pode nos ajudar a compreender as complexidades do nosso ambiente. Nesta explicação detalhada, exploraremos os conceitos fundamentais de ondas e som, aprendendo sobre suas propriedades, tipos e como interagem com o mundo ao nosso redor.

O que são ondas?

Uma onda pode ser descrita como uma perturbação que se propaga através de um meio, transportando energia de um lugar para outro sem transportar matéria. As ondas estão ao nosso redor e vêm de muitas formas. Por exemplo, ondas no oceano, ondas de luz que nos permitem ver e ondas sonoras que nos permitem ouvir.

Tipos de ondas

As ondas podem ser geralmente classificadas em dois tipos principais: ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas.

  • Ondas mecânicas: Essas ondas precisam de um meio para viajar, como ar, água ou um sólido. As ondas sonoras são um exemplo de ondas mecânicas.
  • Ondas eletromagnéticas: Ao contrário das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não precisam de um meio e podem viajar no vácuo. As ondas de luz são ondas eletromagnéticas.

Propriedades das ondas

As ondas têm várias propriedades essenciais, incluindo amplitude, comprimento de onda, frequência e velocidade. Vamos dar uma olhada mais de perto em cada uma dessas propriedades:

  • Amplitude: A amplitude de uma onda é a extensão máxima de vibração ou oscilação da onda a partir de sua posição de repouso. É frequentemente considerada como a altura da onda. Quanto maior a amplitude, mais energia a onda transporta.
  • Comprimento de onda: O comprimento de onda de uma onda é a distância entre dois pontos sucessivos em fase, como de pico a pico ou de vale a vale. É geralmente representado pela letra grega lambda (λ).
  • Frequência: A frequência de uma onda é o número de ondas que passam por um ponto por unidade de tempo, geralmente medida em hertz (Hz). Ondas com frequências mais altas têm mais energia.
  • Velocidade: A velocidade de uma onda refere-se à distância percorrida pela onda por unidade de tempo. A velocidade pode ser determinada usando a fórmula:
    velocidade da onda = frequência × comprimento de onda

Visualização de ondas

Para entender melhor as ondas, vamos vê-las como uma série de cristas e vales passando por um meio.

Esta é uma ilustração simplificada de uma onda senoidal, um tipo de onda frequentemente usada para representar som e outros tipos de ondas periódicas.

O que é som?

O som é um tipo de onda mecânica que é criada quando uma fonte vibra em um meio como ar, água ou objetos sólidos. Essas vibrações iniciam uma onda que se propaga através do meio, eventualmente chegando aos nossos ouvidos e sendo interpretada pelo nosso cérebro como som. Como o som é uma onda mecânica, ele precisa de um meio para viajar; não pode se propagar no vácuo.

Como funcionam as ondas sonoras

Quando um objeto vibra, ele comprime as moléculas de ar ao seu redor, criando áreas de alta pressão chamadas compressões. À medida que o objeto se move para trás, ele cria áreas de baixa pressão chamadas rarefações. Esse padrão alternado de compressões e rarefações se propaga pelo meio como uma onda sonora.

Esta ilustração simplificada mostra regiões alternadas de compressão e rarefação à medida que o som se propaga por um meio como o ar.

Propriedades do som

Como outras ondas, as ondas sonoras têm propriedades como amplitude, frequência e comprimento de onda. Essas propriedades afetam diretamente como percebemos o som.

  • Amplitude: A amplitude de uma onda sonora determina sua intensidade. Amplitudes maiores são percebidas como sons mais altos. A amplitude é frequentemente medida em decibéis (dB).
  • Frequência: A frequência de uma onda sonora afeta seu tom. Frequências altas são ouvidas como sons agudos, enquanto frequências baixas são ouvidas como sons graves.
  • Comprimento de onda: Embora não seja diretamente percebido por nossos sentidos, o comprimento de onda de uma onda sonora é inversamente proporcional à sua frequência.

Velocidade do som

A velocidade em que as ondas sonoras viajam depende do meio pelo qual se propagam. Por exemplo, o som viaja mais rápido em sólidos do que em líquidos, e mais rápido em líquidos do que em gases. A velocidade do som no ar à temperatura ambiente (cerca de 20 °C) é de cerca de 343 metros por segundo (m/s).

Fórmula da Velocidade do Som

    velocidade do som = frequência × comprimento de onda

Como outras ondas, se você souber a velocidade e a frequência de uma onda sonora, poderá determinar seu comprimento de onda.

Exemplos cotidianos de ondas e som

Instrumentos musicais

Os instrumentos musicais produzem ondas sonoras ao causar vibrações no ar. Por exemplo, quando você toca a corda de um violão, a corda vibra e transfere essa energia para o ar ao redor, criando ondas sonoras. A frequência dessas vibrações determina o tom do som, que pode ser alterado mudando a tensão da corda ou o comprimento da parte vibrante.

Comunicações

A fala humana é formada quando as cordas vocais vibram, produzindo ondas sonoras que, combinadas com a ressonância na garganta, boca e passagens nasais, nos permitem comunicar através da linguagem falada. Essas ondas sonoras podem viajar pelo ar e atingir os ouvidos de outra pessoa, onde são interpretadas como palavras e sons.

Ultrassom

A tecnologia de ultrassom usa ondas sonoras de alta frequência além do alcance da audição humana para criar imagens de estruturas internas do corpo, como em um exame pré-natal. Essas ondas sonoras são emitidas por um transdutor, entram no corpo e são parcialmente refletidas por estruturas internas. Uma imagem é então criada pelo processamento do eco.

Sonar

O sonar (navegação e medição por som) usa a propagação do som para navegar, comunicar ou detectar objetos abaixo da superfície da água. Por exemplo, submarinos e barcos de pesca frequentemente usam sonar para mapear o fundo do mar ou localizar cardumes de peixes.

Experimentos com som

Experimento simples de copo sussurrante

Você pode facilmente ver as ondas sonoras funcionando ao fazer um experimento simples usando copos de papel e barbante. Pegue dois copos de papel e faça um furo no fundo de ambos. Passe um barbante longo (cerca de 10 metros) pelos furos e dê nós para impedir que o barbante deslize.

Segure um copo e passe o outro para seu amigo. Certifique-se de que o fio esteja apertado e então fale no seu copo enquanto seu amigo escuta. Você notará que o som viaja ao longo do fio até seu amigo.

Explicação

As ondas sonoras da sua voz causam vibrações no fundo do copo. Essas vibrações viajam ao longo do barbante até o outro copo, que atua como um alto-falante e vibra para produzir sons que seu amigo pode ouvir.

Praticando com um diapasão

Um diapasão é outra ótima ferramenta para observar o som. Quando golpeado contra uma superfície, o diapasão vibra em uma frequência específica, produzindo um tom claro. Segure o diapasão vibrante perto do ouvido ou mergulhe-o em água e observe como ele cria ondulações na água, demonstrando a propagação das ondas sonoras.

Conclusão

Compreender as ondas e o som é fundamental para compreender a dinâmica do mundo ao nosso redor, influenciando tudo, desde a ciência até a música e a tecnologia. Ao identificar os princípios das propriedades das ondas e seus efeitos, criamos uma base para explorar ainda mais em muitos campos científicos e aplicados.

Esta jornada através dos fundamentos de ondas e som o equipa com o conhecimento básico necessário para explorar conceitos mais avançados de física e apreciar a complexa dança de energia se movendo através de vários meios na forma de ondas.


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