Ondas Mecânicas: definição, seus tipos e características
As ondas mecânicas são perturbações que transportam energia por um meio material, como sólidos, líquidos ou gases, sem deslocar matéria. Exemplos comuns incluem ondas marítimas, sísmicas e sonoras.
Essas ondas são geradas por uma excitação inicial que faz com que as partículas do meio vibrem em torno de suas posições de equilíbrio, transmitindo energia às partículas vizinhas.
A propagação ocorre em forma de pulsos repetidos em intervalos regulares, caracterizando movimentos periódicos.
As ondas mecânicas possuem características fundamentais: amplitude (A) e comprimento de onda (λ, lambda) determinam sua forma, enquanto o período (T) corresponde ao tempo necessário para uma oscilação completa.
A amplitude de uma onda é a distância entre a posição de equilíbrio e sua crista (ponto mais alto) ou vale (ponto mais baixo).
O comprimento da onda é a distância entre dois pontos correspondentes quaisquer, em oscilações consecutivas. Por exemplo: a distância entre duas cristas ou dois vales.
Cálculo da velocidade da onda
A velocidade com que as ondas mecânicas propagam-se depende de propriedades gerais do material em que é transportada, como a densidade e a elasticidade.
Todavia, o cálculo da velocidade da onda pode ser realizado conhecendo seu período (T) e o seu comprimento (λ).
Fórmula para cálculo velocidade da onda
Assim, para calcular a velocidade, usamos a seguinte fórmula que relaciona seu comprimento e seu período.
Onde,
v = velocidade (m/s)
λ = comprimento da onda (m)
T = período da ondulação (s)
Exemplo de cálculo da velocidade de uma onda marítima:
Imagine que você está observando as ondas do mar em uma praia. Você percebe que, a cada 5 segundos, uma nova onda atinge a praia. Além disso, observa que a distância entre duas cristas consecutivas (comprimento de onda) é de 15 metros.
Com essas informações, determine a velocidade de propagação da onda.
Resolução:
Substituindo os valores na fórmula:
Logo, as ondas do mar naquele local e instante estavam se propagando a 3 m/s.
Frequência das ondas (hertz)
A frequência é a quantidade de oscilações realizadas a cada unidade de tempo. No SI, a unidade de medida de frequência é o hertz (Hz).
A frequência f se relaciona com o período T segundo a equação:
Por isto, um hertz equivale ao inverso do segundo:
Exemplo: Calcule a frequência de uma onda que leva 0,05 s para completar uma oscilação.
Tipos de Ondas Mecânicas
As ondas mecânicas podem ser classificadas conforme as direções da vibração e da propagação:
Quanto à vibração, elas podem ser:
- Transversais — ondas cuja vibração é perpendicular à sua propagação. Esse tipo de onda pode ser visto quando jogamos um objeto na água.
- Longitudinais — ondas cuja vibração acompanha paralelamente o movimento em que elas se propagam. Um exemplo clássico de ondas longitudinais são as ondas sonoras, as quais se propagam no ar.
Quanto à propagação, elas podem ser:
- Unidimensionais — se propagam em uma direção.
- Bidimensionais — se propagam em duas direções.
- Tridimensionais — se propagam em várias direções.
Saiba tudo sobre ondas.
Ondas Mecânicas x Ondas Eletromagnéticas
Ao contrário das ondas mecânicas que se propagam necessariamente por um meio material, as ondas eletromagnéticas podem se propagar com ou sem meios materiais.
Por isso, as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo, enquanto as ondas mecânicas não. Afinal, uma das características do vácuo é justamente a ausência de matéria.
Ondas eletromagnéticas são as oscilações que acontecem como resultado da libertação de energia elétrica e magnética. Existem 7 tipos: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios-x e raios gama.
Veja também:
ASTH, Rafael. Ondas Mecânicas: definição, seus tipos e características. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/ondas-mecanicas/. Acesso em:
