Ondas 9° ano cec

Ondas 9° ano

1. Ondas

2. Ondas As ondas possuem diversas aplicações em nosso cotidiano. Elas estão presentes: Nos sons que ouvimos; Na música produzida por um instrumento musical; Nos sinais de TV, rádio e celular; Na internet Wi-Fi; Nos microondas ; Nas luzes; E em diversas outras situações!

3. O que é uma onda? Quando fazemos um movimento rápido pra cima e pra baixo em uma corda esticada, provocamos uma perturbação, chamada de pulso , cujo movimento na direção da corda chama-se onda. Logo, as ondas são perturbações que se propagam, transportando energia sem transportar matéria.

4. O que é uma onda? S e a perturbação for periódica, ou seja, se repetir, teremos uma onda como a descrita abaixo.

5. Ondas na água Mais um exemplo de onda presente no nosso cotidiano:

6. Natureza das ondas Ondas mecânicas : são as ondas que, para se propagarem, precisam de um meio material. Ex : ondas em cordas, ondas na água, ondas em molas, som, abalos sísmicos (terremotos), etc.

7. Natureza das ondas Ondas eletromagnéticas : não precisam de um meio material, podem se propagar no vácuo. Elas podem se propagar com velocidade de 300.000 Km/s ou 3.000.000 m/s (velocidade da luz!) Ex : luz, ondas de rádio, TV e celular, Wi-Fi, radiação infravermelha e ultravioleta, raios X, etc.

8. Tipos de onda Ondas transversais : a direção de propagação é perpendicular a direção de vibração. É o caso das ondas em cordas e de ondas eletromagnéticas. Ondas longitudinais : são aquelas onde a direção de vibração e de propagação são iguais. É o caso de ondas em molas e do som. Onda transversal Onda longitudinal

9. Ondas do mar As ondas do mar são ondas mistas, ou seja, possuem vibrações transversais e longitudinais.

10. Classificação das ondas Quanto à dimensão de propagação, as ondas podem ser classificadas em: Unidimensionais : se propagam apenas em uma dimensão, como onda em cordas e molas. Bidimensionais : ondas que se propagam em uma superfície, como as ondas na água. Tridimensionais : ondas que se propagam em todas as direções, como a luz e o som.

11. Elementos de uma onda Cristas – são os pontos mais altos da onda. Vales – são os pontos mais baixos da onda. Amplitude (A) - é a distância do meio da onda a uma crista ou vale. Comprimento de onda ( λ ) – é a distância entre duas cristas ou dois vales.

12. Período (T) Um movimento é dito periódico quando se repete em intervalos de tempo regulares; o tempo que esse fenômeno leva pra se repetir é chamado período . E m um movimento circular, por exemplo, o período é o tempo necessário para se completar uma volta. Em uma onda, o período é o tempo necessário para uma oscilação completa.

13. Frequência (f) É a quantidade de vezes que um fenômeno ocorre por unidade de tempo. Por exemplo, o coração de um ser humano normal, em repouso, bate cerca de 80 vezes por minuto. 80 bpm (batimentos por minuto) seria a frequência cardíaca neste caso. Em uma onda, a frequência é o número de oscilações por intervalo de tempo. Por exemplo, se uma onda oscila 4 vezes a cada segundo: F = = 4 Hz, onde Hz (Hertz) é a unidade de medida de frequência. Se uma onda possuir frequência de 10 Hz, significa que a cada segundo ela oscila 10 vezes!  

14. Frequência (f) A primeira onda possui frequência de 3 Hz, ou seja, a cada segundo completa 3 ciclos ou oscilações. A segunda onda possui frequência de 10 Hz, portanto em um segundo completa 10 ciclos ou oscilações. OBS: A frequência padrão das ondas de Wi-Fi é de 2,4 GHz, ou 2,4 x 10 9 Hz = 2.400.000.000 Hz!

15. Frequência e período O período e a frequência se relacionam da seguinte forma: f = Exemplo: Uma onda oscila 120 vezes por minuto. Calcule sua frequência em Hertz e seu período em segundos.   Frequência f = f = f = 2 Hz   Período como f = , temos: 2 = T = T= 0,5 segundos  

16. Velocidade da onda Existem duas maneiras para calcular a velocidade com que uma onda se propaga: v = ou ainda v = λ . f Exemplo: A distância entre duas cristas de uma onda vale 10 cm, e o período da onda vale 0,5 s. Qual a velocidade de propagação desta onda?   1ª maneira: v = = = 20 cm/s   2ª maneira: f = = = 2 Hz v = λ . f v = 10. 2 v = 20 cm/s  

17. Frequência e comprimento de onda da luz visível As cores que enxergamos nada mais são do que ondas eletromagnéticas, que possuem cada uma seu comprimento de onda e sua frequência.

18. Ondas sonoras

19. Ondas sonoras A maioria dos sons são ondas produzidas pela vibração de algum meio material. Por exemplo, em um piano, violão ou guitarra, o som é produzido pela vibração de uma corda. Em um saxofone, por uma palheta vibrante, e em uma flauta, pela vibração da coluna de ar no tubo. A voz humana é gerada pela vibração das cordas vocais. Ao contrário das ondas do mar ou em uma corda, as ondas sonoras não podem ser vistas.

20. Natureza das ondas sonoras As ondas sonoras são ondas mecânicas (necessitam de um meio material para se propagar) e longitudinais (a direção de vibração coincide com a direção de propagação). Por serem ondas mecânicas, não podem se propagar no vácuo! Logo, os filmes tipo Star Wars não poderiam ter barulho de explosões em pleno espaço sideral!!!

21. Como se formam as ondas sonoras? Elas se formam por meio da compressão e da rarefação das moléculas de ar. Quando uma vibração no ar é produzida, como num batuque em uma panela, uma batida de palmas ou até mesmo um grito, as moléculas do ar se contraem e depois se expandem, produzindo zonas de contração e rarefação, respectivamente.

22. Como se formam as ondas sonoras? Esse processo é semelhante ao movimento de uma mola, quando uma onda a atravessa: o balanço de uma mola para a frente e para trás produz regiões mais contraídas e outras mais expandidas, como mostra a figura abaixo .

23. O ouvido humano O ouvido humano é capaz de captar frequências de 20 Hz até 20.000 Hz. Esse intervalo compreende os sons audíveis. Se a frequência for inferior a 20 Hz (infrassons) ou superior a 20.000 Hz (ultrassons) não percebemos, isto é, não poderemos ouvir o som.

24. Infrassons e ultrassons As ondas infra-sônicas  e  ultra-sônicas não são audíveis pelo ouvido humano, mas existem animais ( toupeira, elefante e tigre, por exemplo) que são de captar os infrassons, conseguindo ouvir as ondas dos tremores de terra (poucos Hz ).

25. Infrassons e ultrassons Já os  ultrassons  podem ser ouvidos por certos animais como morcego (até 160.000 Hz), o golfinho (até 100.000 Hz), o cão e o gato (até 40.000 Hz) e também utilizados na medicina ( ecocardiografia , ultra-sonografia obstétrica, etc ) .

26. Velocidades da luz e do som É bem comum, em um dia chuvoso, a formação de raios e trovões. É fácil perceber que os raios são vistos primeiramente, e o trovão é ouvido apenas após um certo intervalo de tempo. Isso ocorre devido à diferença entre as velocidades da luz e do som, que valem respectivamente: velocidade da luz no ar = 300.000.000 m/s velocidade do som no ar = 340 m/s

27. Qualidades fisiológicas do som O aparelho auditivo (ouvido) do ser humano é capaz de distinguir certas características do som, denominadas qualidades sonoras, que são três: altura, intensidade e timbre .

28. 1 . Altura É a qualidade sonora relacionada a frequência do som. Ondas sonoras com frequências baixas são chamadas de sons graves . e x : som de uma corneta, do barulho de um trovão, do bumbo de uma bateria, do surdo de uma escola de samba, das notas musicais produzidas por um contrabaixo, etc.

29. 1. Altura Já as ondas sonoras com frequências altas são chamadas de sons agudos . e x : som de um apito, de uma guitarra, de uma flauta, dos pratos de uma bateria, etc. Sons que possuem alta frequência são, por vezes, irritantes, como o barulho de um giz arrastando na lousa. Esse som possui frequência da ordem de 10.000 Hz.

30. 1. Altura

31. 1. Altura A voz humana compreende uma faixa de frequência entre 1.000 e 2.000 Hz. Essa faixa de frequência é conhecida como sons médios. De uma forma geral, a voz feminina é mais aguda (voz fina) e a masculina é mais grave (voz grossa).

32. Notas musicais Existem sete notas musicais: DÓ – RÉ – MI – FÁ – SOL – LÁ – SI As notas musicais são caracterizadas por suas frequências. Quando um instrumento musical emite notas musicais diferentes, está emitindo sons de diferentes frequências.

33. 2. Intensidade É a qualidade sonora que nos permite distinguir um som forte de um som fraco. Está relacionada com a energia transportada pela onda. Quando mexemos no botão de volume, é a intensidade e não a altura do som que alteramos! A intensidade do som está relacionada com a sua amplitude. Quanto maior a amplitude, mais intenso é o som.

34. 2. Intensidade (cont.) S ons fortes : som de uma britadeira, som do motor de um avião, etc. Sons fracos : som das asas de uma mosca, do tic-tac de um relógio, do caminhar de uma pessoa, etc.

35. O barulho no cotidiano O decibel ( dB) é a unidade de medida utilizada para calcular o nível de intensidade sonora, como se pode observar na tabela ao lado, que mostra algumas situações do cotidiano. Acima de 85 dB, o potencial auditivo pode diminuir e , dependendo do tempo de exposição a essa fonte de ruído , danos permanentes à audição podem ocorrer. Quanto mais forte o som, menor o tempo necessário para provocar uma lesão. Acima de 115 dB, os danos podem ser irreversíveis.

36. 3. Timbre O que permite diferenciar a mesma nota musical sendo tocada por uma flauta ou por um piano? O cérebro humano é capaz de diferenciar o formato dessas ondas de mesma frequência. Essa característica é conhecida como timbre. Quando se ouve uma banda tocar uma música, em um determinado instante, eles tocam a mesma nota, porém é possível diferenciar o violão do contrabaixo, por exemplo.