A Ondulatória é a parte da Física que estuda as ondas e os fenômenos associados a elas. As ondas são perturbações que se propagam por um meio ou no vácuo, transferindo energia de um lugar para outro. As ondas são responsáveis por muitos fenômenos do nosso cotidiano, como o som, a luz e até mesmo as ondas do mar.
As ondas podem ser classificadas de diferentes maneiras, mas, no ensino médio, é comum dividirmos as ondas em dois grandes tipos: as ondas mecânicas e as ondas eletromagnéticas.
- Ondas Mecânicas: São ondas que necessitam de um meio material (sólido, líquido ou gasoso) para se propagar. Um exemplo clássico são as ondas sonoras.
- Ondas Eletromagnéticas: São ondas que não necessitam de um meio material e podem se propagar no vácuo. Exemplos incluem a luz visível, as ondas de rádio e as micro-ondas.
Características das Ondas
Existem algumas propriedades importantes que as ondas possuem, e que vamos estudar aqui:
- Amplitude (A): Representa a altura da onda. Quanto maior a amplitude, maior a energia transportada pela onda.
- Comprimento de onda (λ): É a distância entre dois pontos consecutivos da onda que estão em fase, ou seja, de um pico até o próximo pico, ou de uma crista até a próxima crista.
- Frequência (f): É o número de oscilações ou ciclos que uma onda realiza em um segundo. Sua unidade é o Hertz (Hz).
- Período (T): É o tempo necessário para que a onda complete um ciclo. O período é o inverso da frequência.
- Velocidade de propagação (v): A velocidade com que a onda se propaga no meio.
Relações entre as grandezas
A principal relação entre as grandezas de uma onda é dada pela fórmula:
Velocidade de propagação (v)
As ondas, dependendo do tipo, se propagam com velocidades diferentes. A fórmula que relaciona a velocidade, a frequência e o comprimento de onda é:
\[ v = f \cdot \lambda \]
onde:
- v é a velocidade da onda (em metros por segundo, m/s),
- f é a frequência da onda (em Hertz, Hz),
- λ é o comprimento de onda (em metros, m).
Exemplo de Aplicação da Fórmula
Se uma onda tem uma frequência de 2 Hz e um comprimento de onda de 3 metros, podemos calcular sua velocidade de propagação. Substituindo os valores na fórmula:
\[ v = 2 \, \text{Hz} \times 3 \, \text{m} = 6 \, \text{m/s} \]
Portanto, a velocidade de propagação dessa onda é de 6 metros por segundo.
Resumo das Fórmulas
| Fórmula | Descrição |
|---|---|
| v = f ⋅ λ | Relaciona a velocidade (v), a frequência (f) e o comprimento de onda (λ) de uma onda. |
| f = 1 / T | Relaciona a frequência (f) e o período (T) de uma onda. A frequência é o inverso do período. |
| T = 1 / f | Relaciona o período (T) e a frequência (f) de uma onda. O período é o inverso da frequência. |