Simulado de acústica

Veja o que sabe sobre Física com o simulado de acústica que preparamos para você. Tem videoaula específica sobre o tema e revisão para você mandar bem no Enem e nos vestibulares.

Na Grécia Antiga, os sábios acreditavam que o sentido da visão funcionava através de algo que saía dos olhos e chegava até os objetos vistos. A ciência evolui e hoje sabemos que podemos enxergar as coisas pois elas são iluminadas, e refletem a luz até nossos olhos. Ou seja, a luz é responsável pelo nosso sentido da visão.

Além disso, outro sentido que temos, a audição, também está relacionado com algo que sai dos objetos e chega até nossos ouvidos, que nada mais é do que o som. E o que o som e a luz têm em comum? A forma como se propagam; eles se propagam através de ondas. Mas, não confunda com as ondas mecânicas de uma pedra que cai no lago, ou de uma gota numa poça de água (imagem). As ondas aqui são de outra ordem, são de natureza eletromagnética.

Propagação ondulatória

Se segurarmos uma corda, com uma extremidade presa, e oscilarmos a extremidade que estamos segurando, vamos observar que a perturbação gerada irá se propagar sem que nenhum ponto da corda tenha sofrido deslocamento lateral. Isto se deve ao princípio fundamental da propagação ondulatória: “As ondas transportam energia sem transporte de matéria”.

Natureza das ondas

A propagação das ondas pode se dar por meio mecânico ou eletromagnético. Na propagação mecânica ocorre o transporte de vibrações mecânica, ou seja, as partículas materiais vibram. É o caso das ondas em cordas, em molas, ondas sonoras. É importante lembrar que, sendo o som uma onda mecânica, ele não se propaga no vácuo.

As ondas eletromagnéticas correspondem a variações nos campões elétrico e magnético do meio, originadas por cargas elétricas que oscilam. Temos como exemplo as ondas de rádio, de microondas, a luz visível, raio X, etc.

Formas de propagação

As ondas podem ser classificadas de acordo com sua forma de propagação, que pode ser transversal ou longitudinal.

A propagação transversal ocorre quando as partículas do meio se propagam na direção perpendicular a direção de propagação, como no caso da corda, ou as ondas na superfície de um líquido. As ondas eletromagnéticas também são consideradas ondas transversais, pois os campos elétrico e magnético variam na direção perpendicular a direção de propagação.

A propagação longitudinal ocorre quando as partículas do meio vibram na direção da propagação. Neste caso, as partículas de cada camada do meio empurram as partículas da camada seguinte, e com isso criam camadas de compressão e de rarefação. Como exemplo temos as ondas sonoras (que podem se propagar nos meios gasoso, líquido e sólido), ondas em molas, etc.

Componentes de uma onda – componentes que definem uma onda, que são: comprimento de onda, período, frequência, amplitude e velocidade.

Comprimento de onda (λ) – O comprimento de onda é definido como a distância entre duas cristas ou vales consecutivos. No SI, o comprimento de onda é medido em metro (m).

Período (T) – O período é o intervalo de tempo para ocorrer uma oscilação completa. No SI, o período é medido em segundos.

Frequência (f) – A frequência é a razão entre o número de oscilações pelo intervalo de tempo em que ocorrem estas oscilações, ou ainda, pode ser definida como sendo o inverso do período:

No SI, a frequência pode ser medida em 1/s, que é mais conveniente chamada de Hertz (Hz).

Amplitude (A) – A amplitude é a medida da distância da elongação máxima, que é a distância entre um nó e a crista ou vale. A amplitude também está relacionada com a energia transportada pela onda.

Velocidade (v) – A velocidade de uma onda é a razão entre a distância percorrida por uma crista ou vale e o intervalo de tempo para ser percorrida esta distância. Sendo que uma onde percorre a distância de um comprimento de onda em um intervalo de um período, podemos escrever a equação da velocidade da onda como sendo:

E como:

podemos escrever a equação fundamental da ondulatória:

No SI, a velocidade é medida em metros por segundo (m/s).

É importante salientarmos que em uma onda, a frequência e o comprimento de onda dependem apenas da fonte que a origina, já a sua velocidade depende exclusivamente do meio onde ela se propaga. No caso do som, sua velocidade de propagação no ar é de aproximadamente 340 m/s; já na água é de 1400 m/s, e no ferro de 5100 m/s.

Veja a videoaula com o professor Rosseto antes de responder as questões do simulado de acústica:

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