Resumo nº1 – Sinais e ondas: propagação, tipos de ondas
Voltar a: 11.º Ano – Física
Resumo nº1
Sinais e ondas: propagação, tipos de ondas
💡 Ideia principal
Uma onda é a propagação de um sinal num meio, com transporte de energia e não de matéria. A velocidade depende do meio. As ondas podem ser transversais ou longitudinais, e mecânicas ou eletromagnéticas.
🎯 No fim deste resumo deves ser capaz de
- associar um sinal a uma perturbação local e identificar exemplos (1.1);
- identificar uma onda como a propagação de um sinal num meio, com transporte de energia, e cuja velocidade depende do meio (1.2);
- distinguir ondas longitudinais de transversais (1.3) e mecânicas de eletromagnéticas (1.4).
1Sinal
Um sinal é uma perturbação que ocorre localmente, de curta ou de longa duração, e que pode ser usada para comunicar. Exemplos: um pulso numa corda, um toque de campainha, um clarão, um impulso elétrico, o apito de um árbitro, um sinal luminoso de semáforo.
- Sinal de curta duração: pulso (uma só perturbação).
- Sinal de longa duração: emissão contínua (por exemplo, uma nota musical sustentada).
2Onda
Uma onda é a propagação de um sinal num meio. Numa onda:
- há transporte de energia, mas não de matéria (as partículas do meio apenas vibram em torno das suas posições de equilíbrio);
- a velocidade de propagação depende das características do meio (e não da fonte): por exemplo, o som propaga-se a cerca de 340 m/s no ar, 1500 m/s na água e mais de 5000 m/s no aço.
⚠️ Atenção
Quando uma onda passa, as partículas do meio não viajam com ela. Uma rolha numa onda do mar sobe e desce, mas não é arrastada na direção de propagação.
3Ondas transversais e longitudinais
Compara a direção de vibração das partículas com a direção de propagação:
Onda transversal
A vibração é perpendicular à propagação. Exemplos: onda numa corda, luz e outras ondas eletromagnéticas, ondas à superfície da água (aproximadamente).
Onda longitudinal
A vibração tem a mesma direção da propagação (compressões e rarefações). Exemplos: som no ar, onda numa mola, ondas sísmicas P.
4Ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas
| Ondas mecânicas | Ondas eletromagnéticas | |
|---|---|---|
| Meio material | necessário (não se propagam no vácuo) | não é necessário (propagam-se no vácuo) |
| O que vibra | partículas do meio | campos elétrico e magnético |
| Velocidade no vácuo | — | c = 3,00×10⁸ m s⁻¹ |
| Exemplos | som, ondas na corda, ondas sísmicas, ondas do mar | luz, micro-ondas, rádio, raios X, infravermelho |
| Tipo | transversais ou longitudinais (o som nos fluidos é longitudinal) | sempre transversais |
5Exemplos resolvidos
Exemplo 1 · Trovão
Uma pessoa vê um relâmpago e ouve o trovão 4,0 s depois. Admitindo que a luz chega instantaneamente e que a velocidade do som no ar é 340 m/s, a que distância caiu o raio?
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Pedido: distância d.
- Relacionar d, v e Δt.v = dΔt ⇔ d = v·Δt
- Substituir.d = 340 × 4,0
- Calcular.d = 1360 m
Exemplo 2 · Sonar
Um sonar emite um sinal sonoro que, depois de refletido no fundo do mar, regressa 0,40 s depois. Sabendo que a velocidade do som na água é 1500 m/s, determina a profundidade.
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Pedido: profundidade h.
- O sinal percorre a profundidade duas vezes.2h = v·Δt
- Isolar h.h = v·Δt2
- Substituir.h = 1500 × 0,402 = 6002
- Calcular.h = 300 m
Exemplo 3 · Classificar ondas
Classifica as ondas: (a) som no ar; (b) luz do Sol; (c) onda numa corda; (d) onda numa mola comprimida e libertada.
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Pedido: tipo de cada onda.
- Som no ar.Mecânica e longitudinal (compressões e rarefações).
- Luz do Sol.Eletromagnética (e transversal): propaga-se no vácuo.
- Onda numa corda.Mecânica e transversal.
- Onda numa mola.Mecânica; longitudinal se a perturbação for na direção da mola (compressão).
6Resumo para memorizar
7Erros típicos a evitar
❌ Cuidado!
- Dizer que a onda transporta matéria (transporta energia).
- Pensar que a velocidade da onda depende da fonte (depende do meio).
- Dizer que o som se propaga no vácuo.
- Confundir a direção de vibração com a de propagação.
- Esquecer que a luz é uma onda eletromagnética transversal.
8Verifica o que aprendeste
9Atividade para a aula
➡️ A seguir
No Resumo nº2 vais estudar os sinais e as ondas harmónicas: amplitude, período e frequência.
