Onda transversal: características e exemplos - Ciência - 2023

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As ondas transversais são aqueles em que a oscilação ocorre em uma direção perpendicular à direção de propagação da onda. Em contraste, ondas longitudinais são ondas em que o deslocamento através do meio ocorre na mesma direção do deslocamento da onda.

Deve-se lembrar que as ondas se propagam através de um meio em virtude da vibração que causam nas partículas desse meio. Assim, a direção de propagação de uma onda pode ser paralela ou perpendicular à direção em que as partículas vibram. Portanto, a distinção entre ondas transversais e longitudinais é feita.

O exemplo mais típico de onda transversal são as ondas circulares que viajam pela superfície da água quando uma pedra é atirada. As ondas eletromagnéticas como a luz também são ondas transversais. Quanto às ondas eletromagnéticas, é o caso particular de não haver vibração das partículas como há nas outras ondas.

Mesmo assim, são ondas transversais porque os campos elétricos e magnéticos associados a essas ondas são perpendiculares à direção de propagação da onda. Outros exemplos de ondas de cisalhamento são ondas que são transmitidas ao longo de uma corda e ondas S ou ondas sísmicas secundárias.

Caracteristicas

As ondas, sejam transversais ou longitudinais, possuem uma série de características que as determinam. Em geral, as características mais importantes de uma onda são as explicadas a seguir:

Amplitude da onda (A)

É definida como a distância entre o ponto mais distante de uma onda e seu ponto de equilíbrio. Por ser um comprimento, ele é medido em unidades de comprimento (geralmente medido em metros).

Comprimento de onda (λ)

É definida como a distância (geralmente medida em metros) percorrida por uma perturbação em um determinado intervalo de tempo.

Esta distância é medida, por exemplo, entre duas cristas sucessivas (as cristas são o ponto mais distante da posição de equilíbrio no topo da onda), ou também entre dois vales (o ponto mais distante da posição de equilíbrio no fundo da onda) sucessivas.

No entanto, você pode realmente medir entre quaisquer dois pontos sucessivos na onda que estão na mesma fase.

Período (T)

É definido como o tempo (geralmente medido em segundos) que uma onda leva para passar por um ciclo completo ou oscilação. Também pode ser definido como o tempo que uma onda leva para percorrer uma distância equivalente ao seu comprimento de onda.

Frequência (f)

É definido como o número de oscilações que ocorrem em uma unidade de tempo, geralmente um segundo. Assim, quando o tempo é medido em segundos (s), a frequência é medida em Hertz (Hz). A frequência é normalmente calculada a partir do período usando a seguinte fórmula:

f = 1 / T

Velocidade de propagação da onda (v)

É a velocidade com que a onda (a energia da onda) se propaga através de um meio. Geralmente é medido em metros por segundo (m / s). Por exemplo, as ondas eletromagnéticas viajam à velocidade da luz.

A velocidade de propagação pode ser calculada a partir do comprimento de onda e do período ou frequência.

V = λ / T = λ f

Ou simplesmente dividindo a distância percorrida pela onda em um determinado tempo:

v = s / t

Exemplos

Ondas eletromagnéticas

As ondas eletromagnéticas são o caso mais importante de ondas transversais. Uma característica particular da radiação eletromagnética é que, ao contrário das ondas mecânicas que requerem um meio para se propagar, elas não precisam de um meio para se propagar e podem fazê-lo no vácuo.

Isso não significa que não haja ondas eletromagnéticas que viajem através de um meio mecânico (físico). Algumas ondas transversais são ondas mecânicas, pois requerem um meio físico para sua propagação. Essas ondas mecânicas transversais são chamadas de ondas T ou ondas de cisalhamento.

Além disso, como já mencionado acima, as ondas eletromagnéticas se propagam na velocidade da luz, que no caso do vácuo é da ordem de 3 ∙ 10⁸ em.

Um exemplo de onda eletromagnética é a luz visível, que é a radiação eletromagnética cujos comprimentos de onda estão entre 400 e 700 nm.

Ondas transversais na água

Um caso muito típico e muito gráfico de onda transversal é aquele que ocorre quando uma pedra (ou qualquer outro objeto) é lançada na água. Quando isso acontece, são produzidas ondas circulares que se propagam a partir do local onde a pedra atingiu a água (ou o foco da onda).

A observação dessas ondas nos permite apreciar como a direção da vibração que ocorre na água é perpendicular à direção do movimento da onda.

Isso é melhor visto se uma bóia for colocada perto do ponto de impacto. A bóia sobe e desce verticalmente conforme as frentes de onda chegam, que se movem horizontalmente.

Mais complicado é o movimento das ondas no oceano. Seu movimento envolve não apenas o estudo das ondas transversais, mas também a circulação das correntes de água quando as ondas passam. Portanto, o movimento real da água nos mares e oceanos não pode ser reduzido apenas a um simples movimento harmônico.

Onda em uma corda

Como mencionado acima, outro caso comum de onda transversal é o deslocamento de uma vibração por uma corda.

Para essas ondas, a velocidade com que a onda percorre a corda esticada é determinada pela tensão na corda e pela massa por unidade de comprimento da corda. Assim, a velocidade da onda é calculada a partir da seguinte expressão:

V = (T / m / L) ^1/2

Nessa equação, T é a tensão da corda, m sua massa e L é o comprimento da corda.

Referências

Onda transversal (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 21 de abril de 2018 em es.wikipedia.org.
Radiação eletromagnética (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 21 de abril de 2018 em es.wikipedia.org.
Onda transversal (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 21 de abril de 2018 em en.wikipedia.org.
Fidalgo Sánchez, José Antonio (2005).Física e Química. Everest
David C. Cassidy, Gerald James Holton, Floyd James Rutherford (2002).Entendendo a física. Birkhäuser.
French, A.P. (1971).Vibrações e ondas (série introdutória de física M.I.T.). Nelson Thornes.