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Ondas no cotidiano

 

Física ondulatória

Onda: longitudinal e transversal

             Uma onda é um transporte de energia sem o transporte de matéria. Por causa de uma perturbação externa, uma pequena porção de matéria se move em torno da sua posição de equilíbrio em que encontrava inicialmente. Nesse movimento, a pequena porção de matéria perturba uma outra pequena porção vizinha a si própria, e desse modo a perturbação externa propaga o seu efeito fazendo que a ação inicial seja sentido longe onde foi causada.

            Um pedaço de corda se movimenta por causa de um puxão de um agente externo que cria um pulso em um pedaço de sua extremidade, e ao se movimentar esse pedaço de corda puxa o pedaço vizinho. A perturbação inicial coloca paulatinamente toda a corda em movimento, na medida que o pulso se propaga. Quando uma onda se propaga em uma corda, os pedaços se movimentam oscilando na direção vertical enquanto que a onda se propaga na direção horizontal. Em outras palavras, a matéria oscila em uma direção enquanto a onda se propaga na direção perpendicular, e uma onda desse tipo é dita transversal.

            Consideremos um tubo cheio de ar, com um êmbolo numa das extremidades. Ao ser pressionado o êmbolo cria uma pequena perturbação no ar de sua vizinhança e essa perturbação se propaga até a outra extremidade do tubo. Enquanto está sendo pressionado o êmbolo cria próximo à sua superfície uma região volumétrica onda a pressão do ar é maior que a sua pressão de equilíbrio. Essa região de pressão modificada (aumentada) perturba a região vizinha, enquanto ela própria tende a voltar ao valor de pressão inicial.

            Vamos considerar o ar do tubo dividido em pequenos volumes, de largura muito pequena mas com uma área igual a área transversal do tubo. Uma região de pressão modificada (aumentada) acontece quando pequenos volumes se adensam, diminuindo ainda mais a sua pequena largura original. Quando o êmbolo pressiona o ar no tubo ele adensa os pequenos volumes. Esse adensamento vai se deslocando, de modo que uma região perturba a região vizinha e depois disso retorna a situação original.

            Quando executamos um puxão em uma corda criamos uma região perturbada, um pulso em forma de uma corcova, que se propaga na corda até a sua outra extremidade. O movimento brusco do êmbolo cria uma situação equivalente no ar dentro do tubo, cria uma perturbação em forma de pulso que se propaga até a outra extremidade do tubo.

            Se o tubo estiver na posição horizontal, os pequenos volumes serão perturbados e oscilarão na direção horizontal, em torno de sua posição de equilíbrio. A perturbação (pulso) também se propaga na mesma direção horizontal. . Em outras palavras, a matéria oscila numa direção e a onda se propaga na mesma direção, e uma onda desse tipo é dita longitudinal.