Física Ondas e Calor Aplicações da Ressonância

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Física Ondas e Calor

Aplicações da Ressonância

Componentes: Gabriel Tourinho

                           Lucas Gomes

                           Matheus Magalhães

                           Matheus deMoradillo Lopes Pereira

                           Matheus Henrique Dutra Ribeiro

Salvador

BA

SUMÁRIO:

Base Teórica:

Ondas

1. Conceito de Onda

As ondas são perturbações que se propagam no espaço, ou em meios materiais, transportando energia. Temos como exemplo, uma pedra jogada em uma piscina, provocará ondas na água, pois houve uma perturbação. Essa onda se propagará para todos os lados, quando vemos as perturbações partindo do local da queda da pedra, até ir à borda. Uma sequência de pulsos formam as ondas.

1. Propriedades das ondas

As propriedades de uma onda são importantes para que uma onda consiga ser estudada, sendo elas: velocidade de propagação, amplitude, o período e a frequência.

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O comprimento da onda (λ) pode ser calculado pela equação demonstrada a seguir:

λ = c 
     f

λ = comprimento da onda

c = velocidade da luz no vácuo (3.108m/s)

f = frequência da luz

A partir do valor do comprimento da onda (λ), podemos achar também a velocidade de uma onda, que é dada pela formula:

v = λ
     T

v – velocidade da onda;

λ – comprimento da onda;

T – período.

O período é definido como o espaço de tempo necessário para uma onda caminhar um comprimento de onda.

A frequência é o inverso do período:

f = 1
      T

3. Classificação de ondas :

As ondas são classificadas conforme a sua natureza em :

• Ondas Mecânicas : São ondas que dependem de um meio material para se propagar, ou seja, sua propagação envolve o transporte de energia cinética e potencial e dependem da elasticidade do meio. Por isso, não são capazes de se propagar no vácuo, exemplos : Molas, cordas, sons e superfícies de líquido   .
• Ondas eletromagnéticas : Sua propagação não depende do meio em que se encontram , e são geradas por cargas elétricas oscilantes . Elas podem se propagar no vácuo e em alguns determinados meios materiais, exemplos : ondas de rádio, radares, raios x e as microondas .

Ressonância

É o fenômeno que acontece quando um sistema físico recebe energia por meio de excitações de frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração. Desta forma, o sistema físico passa a vibrar com amplitudes cada vez maiores.Cada sistema físico capaz de vibrar possui uma ou mais frequências naturais, isto é, que são características do sistema, mais precisamente da maneira como este é construído. Exemplos mais famosos estão em pêndulos ao sair do ponto de equilíbrio, taças de cristal, empurrão de um balanço e também pontes para a passagem de pedestre sobre uma rodovia movimentada.

Todos estes sistemas possuem sua frequência natural, que lhes é característica. Quando ocorrem excitações periódicas sobre o sistema, como quando o vento sopra com frequência constante sobre uma ponte durante uma tempestade, acontece um fenômeno de superposição de ondas que alteram a energia do sistema, modificando sua amplitude.Se a frequência natural de oscilação do sistema e as excitações constantes sobre ele estiverem sob a mesma frequência, a energia do sistema será aumentada, fazendo com que vibre com amplitudes cada vez maiores.

Por exemplo, há uma frequência especifica para dar empurrões. Se você empurrar com essa frequência, o balanço vai ganhar cada vez mais energia e oscilará com maior amplitude. Se você tentar empurrar com frequência maior ou menos, ele simplesmente irá perder energia até parar. Ou como outro exemplo, taças de cristal, que ao passarmos o dedo úmido em sua borda, iremos ouvir a sua frequência de ressonância, se uma voz muito potente emitir um som com a mesma frequência, ela poderá quebrar-se.

No caso de pêndulos simples, vai haver ressonância, quando existir uma força externa reforçadora com igual frequência de oscilação do pêndulo que se dá pela fórmula:

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