Escrita por Antônio Ítalo
Conceito de Onda
Da maneira mais geral possível, podemos definir uma onda como um sinal que se transmite de um ponto à outro do espaço sem que haja trasporte direto de matéria entre esses dois pontos. Alguns exemplos muito comuns de ondas são listados a seguir.
- O som
- Ondas na água
- A luz
- Pulsos se propagando em uma corda
A seguir, estudaremos algumas formas de classificar essas ondas com a finalidade de diferenciar as mesmas.
Classificações de Ondas
Conforme a direção de Propagação:
- Ondas unidimensionais: Se propagam somente em uma direção.
- Ondas bidimensionais: Se propagam em duas direções.
- Ondas tridimensionais: Se propagam em três direções.
Conforme o tipo da pertubação:
- Ondas longitudinais: A pertubação ocorre na mesma direção da propagação da onda.
- Ondas transversais: A pertubação ocorre em uma direção perpendicular à direção de propagação da onda.
- Ondas mistas: A pertubação ocorre em ambas as direções mencionadas anteriormente.
Conforme a necessidade de um meio para se propagar:
- Ondas mecânicas: Necessitam de um meio mecânico para se propagar.
- Ondas Eletromagnéticas: Pode se propagar no vácuo.
Entre outras classificações possíveis. Além dessas classificações é importante ressaltar as características que definem uma onda.
Características de uma onda
Algumas características muito importantes de uma onda são listadas a seguir:
- Período: O tempo que leva para um certo ponto voltar a ter as mesmas características de antes.
- Frequência: O inverso do período.
- Comprimento de onda: A distância entre dois pontos da onda que possuem as mesmas características.
- Velocidade de Propagação: A velocidade com que as pertubações se propagam ao longo da onda (Mais tarde veremos que há duas velocidades diferentes e importantes para uma onda).
- Intensidade: É uma grandeza relacionada com a energia por unidade de tempo carregada pela onda, dependendo da direção de propagação da onda pode estar relacionada com a energia por unidade de tempo e área carregada pela onda ou outras variações para dimensões menores.
- Timbre: Tem haver com o formato da onda.
É importante ressaltar que nem sempre uma onda possui período, frequência, comprimento de onda ou velocidade de propagação bem definidas, entretanto, em geral toda onda pode ser vista como o resultado da interferência de diversas ondas com essas propriedades bem definidas.
Interferência entre duas ondas
Quando duas ondas diferentes estão se propagando no mesmo meio e há uma "colisão" entre essas duas ondas, ou seja, quando há pontos no espaço onde ambas as ondas estão se propagando haverá uma soma dessas ondas. Esse efeito fica bem claro se analisarmos o que ocorre quando um dois pulsos triangulares que se propagam em uma corda interferem. A seguir vemos dois pulsos triangulares se propagando em uma corda em três instantes sucessivos de sua interferência.
O pulso que está se propagando para a esquerda está representado em vermelho, enquanto o que está se propagando para a direita está representado em azul. O resultado da interferência dos dois é representado na segunda imagem como uma onda quadrada naquele instante. É importante notar que em cada instante a onda resultante tem uma altura igual à soma das alturas de cada pulso individualmente. Note também que, após a interferência, ambos os pulsos continuam à se propagar independentemente. Ter esse entendimento será muito importante quando formos estudar ondas estacionárias, batimentos e outros fenômenos ondulatórios.
Na próxima aula do curso daremos início à um estudo mais quantitativo à respeito dos movimentos ondulatórios, analisando principalmente a propagação de ondas transversais em uma corda.