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Conteúdo principal

Revisão sobre as características das ondas

Revise as características das ondas periódicas transversais e longitudinais, como comprimento de onda, crista, vale, amplitude, expansão e compressão.

Termos-chave

Termo (símbolo)Significado
Comprimento de onda (λ)Distância entre máximos ou mínimos adjacentes de uma onda.
Onda periódicaOnda que se repete no tempo e no espaço. Também chamada de onda contínua.
CristaPonto mais alto de uma onda transversal. Também chamado de pico.
ValePonto mais baixo em uma onda transversal.
ExpansãoUm ponto de espaçamento máximo entre as partículas de um meio para ondas longitudinais.
CompressãoUm ponto de espaçamento mínimo entre as partículas de um meio para ondas longitudinais.

Equações

EquaçãoSímbolosSignificado
λ=vfλ é o comprimento de onda, v é a velocidade escalar da onda, e f é a frequênciaComprimento de onda é igual à velocidade escalar da onda dividida pela frequência.

Como identificar partes de uma onda

Ondas transversais

As ondas transversais vibram as partículas de um meio perpendicularmente à direção da propagação da onda para produzir as características mostradas na Figura 1 abaixo.
Figura 1: Partes de uma onda transversal.

Ondas longitudinais

As ondas longitudinais se formam quando as partículas do meio vibram para frente e para trás na mesma direção da onda que se propaga. A onda pode ser visualizada como compressões e expansões se propagando ao longo do meio. A distância entre as compressões adjacentes é o comprimento de onda.
Figura 2: Partes de uma onda longitudinal.

Como entender a equação da velocidade da onda

A velocidade escalar v de uma onda é constante para qualquer meio imutável, então frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais. A equação da velocidade da onda não é uma equação nova, é apenas uma maneira diferente de escrever
v=Δxt
que podemos reorganizar para obter
Δx=vt
O comprimento de onda λ é a distância que uma crista de onda (ou vale) percorre em um período T. Podemos escrever o período em função da frequência f. Vamos fazer essas substituições para obter:
λ=vTλ=vf

Como as ondas transportam energia

As ondas transportam energia através de um meio. Qualquer deslocamento de onda é resistido por uma força restauradora diretamente proporcional. O trabalho para produzir uma grande amplitude de onda requer grandes forças e deslocamentos, o que resulta em mais energia de onda.
Portanto, a energia transportada por uma onda aumenta com a amplitude da onda.

Erros comuns e conceitos equivocados

Às vezes as pessoas esquecem que a única maneira de alterar a velocidade escalar da onda é variando as propriedades do meio da onda. Por exemplo, as ondas em uma corda se propagam mais rápido se você aumentar a tensão da corda. As ondas sonoras se propagam mais rápido se você aumentar a temperatura do ar. Alterar a frequência ou amplitude das ondas não vai alterar a velocidade escalar da onda, pois essas não são variações nas propriedades do meio.

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