Ondas

1. Ondas As perturbações num sistema em equilíbrio que provocam um movimento oscilatório podem propagar-se no espaço à sua volta sendo percebidas noutros pontos do espaço ondas progressivas movimentos ondulatórios

2. Tipos de ondas • Ondas Mecânicas – precisam de um meio físico para se propagarem e obedecem às Leis de Newton (ondas sonoras, da água, sísmicas) • Ondas Eletromagnéticas – não precisam de meio físico para se propagarem viajando no vácuo todas à mesma velocidade c≈ 3x108 ms-1 (radiação eletromagnética, eg luz) • Ondas de Matéria – ondas associadas a partículas fundamentais, como os eletrons e protons

3. Tipos de propagação de ondas • Onda Transversal • Onda Longitudinal • Ondas Mistas

4. onda para t = Δt onda para t = 0 Descrição do movimento ondulatório velocidade de propagação ou velocidade de fase função de onda

5. elemento do fluido pulso Descrição do movimento ondulatório • Velocidade de propagação • Para o som γ – constante dependente do tipo de gás (diatom. – 1.4) M – massa molar do gás (M(ar) = 29x10-3 kg/mol)

6. compressão expansão elemento de fluido a oscilar posição de equilíbrio Ondas Sonoras • Equação do movimento ondulatório das ondas sonoras

7. onda para t = Δt onda para t = 0 Descrição do movimento ondulatório função de onda número de onda

8. Descrição do movimento ondulatório • Velocidade de propagação • Para uma corda • Para o som μ – densidade linear da corda γ – constante dependente do tipo de gás (diatom. – 1.4) M – massa molar do gás (M(ar) = 29x10-3 kg/mol)

9. Descrição do movimento ondulatório • Velocidade de propagação • Para uma corda μ – densidade linear da corda

10. Ondas Sonoras • Intensidade e nível sonoro • Intensidade • Variação com a distância raio frentes de onda

11. Ondas Sonoras • Intensidade e nível sonoro • A escala de Decibéis Io= 10-12 W/m2

12. Ondas Sonoras

13. onda refletida onda incidente solo reflexão onda sonora velocidade do som percurso curvo Ondas Sonoras • Reflexão • Refração

15. Quando a fonte de ondas e um receptor (ou detector) estão em movimento relativo, a frecebida pelo receptor não é a mesma da f da fonte É o Efeito Doppler com ondas sonoras Na aproximação, frecebida > femitida No afastamento, , frecebida < femitida

16. Efeito Doppler com ondas sonoras • Imóveis Num intervalo Δt Não há efeito Doppler

17. Ondas Sonoras • Efeito Doppler • Receptor em movimento Num intervalo Δt Temos efeito Doppler

18. Ondas Sonoras • Efeito Doppler • Fonte em movimento Num intervalo de tempo T Temos efeito Doppler

19. Ondas Sonoras • Efeito Doppler Regra: quando o movimento do detetor e da fonte são de aproximação o sinal nas suas velocidades deve resultar num aumento da frequência. Caso se afastem, o sinal das suas velocidades deverá dar uma diminuição da frequência

20. Ex 15-10 A freqüência de uma buzina de carro é de 400 Hz. Se a buzina é acionada com o carro se movendo com uma velocidade de 34 m/s (122 km/h), sem vento em direção a um receptor estacionário, obtenha (a) o comprimento de onda do som que passa pelo receptor e (b) a freqüência de recepção. Considere a velocidade do som do ar como 340 m/s. (c) obtenha o comprimento de onda da onda de som que passa pelo receptor e a freqüência de recepção se o carro está parado quando a buzina é acionada e o receptor se move com velocidade de 34 m/s em direção ao carro. Ex 15-11 A razão entre a freqüência de uma nota e a freqüência de outra um semitom acima, na escala diatônica, é cerca de 15:16. Qual a velocidade de um carro cujo som da buzina seja reduzido de um semitom ao passar por você? Suponha que não existe vento e que você está parado próximo à rua.

21. Ondas Sonoras • Ondas de choque Vfonte = 0 Vfonte > Vonda Ondas de choque Vonda > Vfonte Efeito Doppler

23. Singularidade de Prandtl-Glauert

24. A equação anterior também se aplica a radiação eletromagnética - radiação Cerenkov Em meios como o vidro, elétrons e outras partículas podem se mover mais rapidamente que c naquele meio. Um exemplo é a cor azulada comumente observada nos corações de reatores nucleares!

25. Ex 15-13 Um avião supersônico voa para leste numa altitude de 15 km/h, passando diretamente sobre o ponto P. A explosão sônica é ouvida no ponto P quando o avião está a 22 km a leste do ponto P. Qual a velocidade do avião supersônico?

27. O que se propaga? • Estado de movimento No movimento ondulatório propaga-se ou transmite-se energia e momento

28. Energia de uma onda • A energia cinética de cada elemento