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O que é onda?

O que é Física?

Ondas são perturbações que se propagam de um lugar para outro através de um meio ou até mesmo no vácuo, transportando energia.
Ondas são fenômenos cotidianos que acontecem ao nosso redor o tempo todo. Sua compreensão permite-nos um melhor entendimento de diversos fenômenos.
Ondas são fenômenos cotidianos que acontecem ao nosso redor o tempo todo. Sua compreensão permite-nos um melhor entendimento de diversos fenômenos.
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Ondas são perturbações que se deslocam no espaço transportando, exclusivamente, energia de um ponto a outro, sem realizar transporte de matéria. Existem ondas de natureza mecânica, eletromagnética e gravitacional. Quanto à sua propagação, podemos classificar três tipos de ondas: ondas unidimensionais, bidimensionais e tridimensionais. Quanto à direção de perturbação, são dividas em ondas transversais e longitudinais.

Confira: Natureza de uma onda


Propriedades das ondas

Independente de qual for a natureza, forma de propagação ou perturbação, todas as ondas apresentam as mesmas propriedades: frequência, comprimento de onda, amplitude, velocidade e período. A figura abaixo apresenta uma onda e seus elementos. Observe:


Nessa figura, é possível observar alguns elementos importantes das ondas.

  • Comprimento de onda

O comprimento de onda é representado pelo símbolo λ e equivale ao espaço que as ondas percorrem até que realizem uma oscilação completa. O comprimento de onda também é definido como a distância entre dois vales consecutivos, duas cristas consecutivas ou três nós consecutivos. Nós são posições do meio que permanecem em repouso durante a propagação da onda. No Sistema Internacional de Unidades (SI), o comprimento de ondas é uma grandeza definida em metros (m).

  • Frequência

A frequência da onda é dada pelo número de oscilações que ela realiza a cada segundo. No Sistema Internacional, essa grandeza é medida em s-1 (inverso de segundo), que é equivalente a hertz (Hz). Por exemplo: uma onda de 20 Hz realiza vinte oscilações completas a cada segundo.

  • Período

O período de uma onda é o intervalo de tempo que ela leva para realizar uma oscilação completa. No SI, essa grandeza é medida em segundos (s). Além disso, as propriedades período e frequência podem ser relacionadas pela seguinte expressão:



Legenda:
T = período (s)
f = frequência (Hz ou s-1)
 

  • Velocidade de propagação

A velocidade da onda depende do meio em que ela se propaga. No Sistema Internacional de Unidades, ela é medida em metros por segundo (m/s). Além disso, essa grandeza guarda uma relação matemática com as grandezas frequência (ou período) e comprimento de onda:



Legenda:
v = velocidade de propagação da onda (m/s)
λ = comprimento de onda (m)
f = frequência (Hz ou s-1)
 

  • Amplitude

A amplitude da onda está relacionada à sua intensidade. Por exemplo, quando o volume do som está alto, as ondas sonoras estão sendo produzidas com altas amplitudes. A amplitude é medida como a distância da posição de equilíbrio até a altura de uma crista ou de um vale. Por exemplo: quando uma gota d'água cai sobre a superfície de um lago, forma-se uma pequena onda. Os pontos dessa onda que se encontram na mesma altura que o resto do lago são posições de equilíbrio, também chamados nós.

Veja também: Ondas periódicas


Propagação das ondas

As ondas podem propagar-se nas três direções do espaço, no entanto, algumas ondas podem deslocar-se em um número menor de dimensões, como as ondas unidimensionais e as ondas bidimensionais. O número de direções nas quais uma onda propaga-se pode ser determinado pela geometria do meio em que ela se encontra e pela polarização da onda (nos casos em que ela seja polarizável).

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  • Ondas unidimensionais: são perturbações que se propagam apenas em uma direção do espaço. Exemplo: ondas formadas em uma mola pressionada para frente ou para trás.

  • Ondas bidimensionais: ondas que se propagam nas superfícies, portanto, deslocam-se em duas direções do espaço simultaneamente. Exemplo: uma onda que se forma na superfície do lago em decorrência da perturbação gerada por uma pedra que cai sobre ela.

  • Ondas tridimensionais: são ondas que se deslocam nas três direções do espaço ao mesmo tempo, em formatos esféricos e concêntricos à sua fonte, ou seja, quando ambas são originadas da mesma posição. Exemplo: Ondas sonoras deixando uma caixa de som, luz se propagando a partir de uma lâmpada acesa.

Veja também: Classificação das ondas


Perturbação

De acordo com a relação entre a direção da perturbação que origina uma onda e a direção que essa onda irá propagar-se, é possível classificar as ondas como longitudinais ou transversais.

  • Ondas longitudinais: ondas que se propagam na mesma direção que a perturbação que as gerou. Exemplo: o som é uma onda longitudinal gerada pela compressão e rarefação das moléculas de um meio como ar, regiões onde a densidade do ar fica maior e menor, respectivamente. Observe a figura abaixo:

  • Ondas transversais: ondas que se propagam em direções perpendiculares à direção da perturbação que as gerou. Exemplo: uma onda que é produzida em uma corda sendo balançada ou ainda a luz sendo produzida pela oscilação dos campos elétrico e magnético. Observe a figura:


Natureza da onda

As ondas podem ter natureza mecânica, eletromagnética ou gravitacional.

  • Ondas mecânicas: Essas ondas não se propagam no vácuo, tratam-se de perturbações que só podem propagar-se em algum meio preenchido por matéria, como água, ar, metais e etc. Exemplos: sons e terremotos.


Ondas sonoras propagando-se pelo ar através da vibração de um diapasão.

 

Veja também: Ondas sonoras

  • Ondas eletromagnéticas: são ondas que não necessitam de um meio para se propagar. São formadas pela oscilação de campos elétricos e magnéticos. Exemplo: luz, infravermelho, ultravioleta.


As ondas eletromagnéticas são produzidas pela oscilação de campos elétricos e magnéticos.

 

  • Ondas gravitacionais: sua existência foi proposta há muito tempo por Albert Einstein, no entanto, só foi confirmada em 2016, com a colisão de dois buracos negros distantes. Esse tipo de onda causa deformações no espaço-tempo.


Sistemas binários, como o da figura, podem oscilar em torno de seu centro de massa em altas velocidades, produzindo ondas gravitacionais.

Veja também: Ondas gravitacionais

 


Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física 

      Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

      HELERBROCK, Rafael. "O que é onda?"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-onda.htm. Acesso em 16 de julho de 2019.

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