Ondas

Unidade III - Ondas

fig. III.1. Exemplos de ondas.

1. Situando a Temática
Nesta unidade temática daremos algumas ideias do fenômeno ondulatório e sua introdução como modelo matemático, especialmente em uma corda. Estudaremos os conceitos básicos como ondas transversais, longitudinais, pulsos de onda, função de onda geral, ondas em uma corda, energia de uma onda, superposição de ondas e ondas estacionárias. Nesta unidade e na próxima estudaremos as ondas mecânicas que são perturbações que se propagam em um meio. Porém na natureza não temos apenas ondas mecânicas, temos as ondas eletromagnéticas que não necessitam de meio para se propagar. Ainda existem outros fenômenos ondulatórios associados ao comportamento das partículas atômicas e subatômicas, ligados aos fundamentos da mecânica quântica.
2. Problematizando a Temática
Quando estudamos o movimento de rotação de um corpo rígido, as partículas que o compõe não se movem umas com relação as outras.
Diferentemente para um corpo deformável como o ar, água, cordas, sólidos elásticos, podemos estudar o movimento ondulatório desse corpo, isto é, um movimento coletivo de partículas em um corpo, mas aqui as partículas se movem relativamente umas com relação as outras e elas exercem forças, que dependem do tempo, umas contra as outras.
3. Pulsos de Onda
Considere uma corda elástica como um sistema de partículas que está submetida a uma perturbação em um de seus pontos. O movimento é
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transmitido de uma partícula a outra e a perturbação se propaga ao longo das linhas das partículas. Tal perturbação é chamada de pulso de onda.
Dependendo da direção da perturbação, ela pode ser chamada de onda transversal ou onda longitudinal, como podemos distinguir na fig. III.2.

fig. III.2. Exemplos de propagação de uma onda longitudinal na primeira figura e onda transversal na segunda figura.

4. Ondas Viajando

Considere um pulso de onda transversal, como na fig. III.3, viajando ao longo de