Ondulatória é a parte da Física responsável pelo estudo das ondas. Qualquer onda pode ser estudada pela ondulatória, seja onda do mar, ou ondas eletromagnéticas, como a luz.
Para uma melhor compreensão do processo estudado pela ondulatória é preciso entender três elementos importantes: as ondas, o pulso e a fonte.
As ondas são perturbações oscilantes causadas por uma fonte em um determinado espaço, período e tempo. Exemplo: se jogarmos uma pedra no rio, as águas calmas irão sofrer uma perturbação, e esse desequilíbrio dará início a formação das ondas que será propagada na superfície da água.
De acordo com a ondulatória, as ondas não são capazes de auto criação, pois elas têm como função o transporte de energia, sem transportar a matéria.
Desta forma, para que haja a criação da onda é preciso o uso de uma fonte capaz de produzir a ondulação.
Enquanto o pulso é caracterizado por uma única perturbação, a onda é uma sequência de perturbações. Já a fonte é o objeto capaz de originar uma onda.
Ondulatória – Principais características
- Frequência:
Número de ciclos realizados por um ponto vibrante. A frequência de uma onda é medida em Hz (hertz), que equivale a 1 segundo. Ou seja, se uma onda tem a frequência de 80 Hz, concluímos que a onda oscila 80 vez por segundo. O valor da frequência de uma onda sempre será igual ao valor da fonte. Simbolizado pela letra (f).
- Período: É o intervalo de tempo em que uma fonte leva para gerar uma onda completa. É simbolizado pela letra (T). Relacionando a frequência (f) com o período (T), temos a equação:
- Comprimento da onda: É a distância entre um pico e outro de uma onda – ou seja, é o tamanho da onda.
Esse comprimento pode ser medido do primeiro ponto da parte mais alta até o segundo ponto do pico de uma onda.Essa parte superior é chamada de crista. Já a parte mais baixa é chamada de vale. As formas de medição da onda pode ser de pico a pico ou de vale a vale. A crista da onda é denominada pela letra grega lambda (λ).
- Velocidade: É a velocidade que a onda leva para propagar-se. Para calcular a velocidade simbolizada pela letra (V), temos a seguinte equação:
- Amplitude: É a altura da onda, ou seja, é a distância entre a parte mais alta (crista) e a mais baixa (vale).
Aplicação:
Se segurarmos a extremidade de uma corda, e começarmos a fazer movimentos para cima e para baixo com as mãos. Seguindo as seguintes características:
O intervalo de tempo entre o subir e descer das mãos na corda seja constante, onde a diferença entre a altura máxima e a altura mínima alcançada pelas mãos não sofra variação.
O movimento causado pelo movimento das mãos irá provocar uma sequência de ondas simples, também conhecida como senoidais. Esta perturbação que passa pela corda tem a velocidade de intensidade (V).
O intervalo de tempo que é necessário para que um ponto vibrante, que neste caso é a mão, percorra para formar um ciclo completo em denominado período (T).
De acordo com este exemplo o período da onda é o mesmo tempo gasto pela mão da pessoa para realizar uma oscilação, ou seja, um sobe-desce completo.
Ondulatória – Classificação das ondas
A ondulatória conceitua todos os tipos de ondas. Desta forma, podemos classificá-las seguindo três critérios: a natureza, o tipo de vibração e à direção da propagação.
Forma da propagação
Longitudinal – Quando as vibrações possuem a mesma direção da propagação. Esse é o caso das ondas sonoras.
Transversal – Quando a direção das vibrações formam um ângulo de noventa graus (perpendicular) em relação à propagação das ondas.
Natureza das ondas
Mecânica – São ondas provocadas a partir de perturbações que transportam energia cinética e potencial propagando-se através da matéria. Ex.: Onda do mar e sonora.
Eletromagnética – São ondas criadas através de cargas elétricas que oscilam. Já a propagação independe no meio físico que está inserido, ou seja, a propagação acontece no vácuo. Ex.: As micro-ondas.
Dimensão da Propagação
Unidimensional – São ondas que propagam-se em uma direção, ou seja, quando a oscilação ocorre em um eixo e em uma direção. Possui uma propagação com dimensão em 1D. Esse é o exemplo da corda e da mola.
Bidimensional – São ondas que propagam-se em dois eixos, possui uma propagação com dimensão em 2D. Um exemplo são as perturbações causadas por uma pedra ao ser jogada em uma superfície liquida.
Tridimensionais – São ondas que propagam-se três dimensões, o que chamamos de 3D. Esse é o exemplo da vela acesa, onde conseguimos enxerga-la a qualquer ângulo.