Oscilação e Ondas
Oscilação e Ondas - Resumo para Concursos
1. Conceitos Fundamentais
Oscilação: Movimento repetitivo em torno de uma posição de equilíbrio. Exemplo: pêndulo simples.
Onda: Perturbação que transporta energia sem transporte de matéria. Classificam-se em mecânicas (requerem meio) e eletromagnéticas (não requerem).
2. Grandezas Características
- Amplitude (A): Deslocamento máximo em relação ao equilíbrio.
- Período (T): Tempo para um ciclo completo (unidade: segundos).
- Frequência (f): Número de oscilações por segundo (Hz). Relação: \( f = \frac{1}{T} \).
- Frequência Angular (ω): \( \omega = 2\pi f \) (rad/s).
3. Tipos de Ondas
- Transversais: Vibração perpendicular à direção de propagação (ex.: onda em corda).
- Longitudinais: Vibração paralela à direção de propagação (ex.: ondas sonoras).
4. Equações Principais
- Movimento Harmônico Simples (MHS): \( x(t) = A \cos(\omega t + \phi) \), onde \( \phi \) é a fase inicial.
- Velocidade de Onda: \( v = \lambda f \), com \( \lambda \) = comprimento de onda.
- Energia no MHS: \( E = \frac{1}{2} kA^2 \) (k = constante elástica).
5. Fenômenos Ondulatórios
- Reflexão: Onda retorna ao meio original (lei: ângulo de incidência = ângulo de reflexão).
- Refração: Mudança de direção ao mudar de meio (relação: \( \frac{v_1}{v_2} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2} \)).
- Interferência: Soma de amplitudes (construtiva/destrutiva).
- Ressonância: Aumento de amplitude quando a força externa coincide com a frequência natural do sistema.
6. Aplicações em Concursos
Foque em:
- Cálculos de período/frequência em pêndulos e molas.
- Identificação de tipos de ondas e fenômenos.
- Análise gráfica de funções horárias do MHS.
- Problemas envolvendo velocidade de propagação (\( v = \sqrt{\frac{T}{\mu}} \) para cordas).