Ondas transferem energia
Você já esteve em um evento esportivo quando ‘a onda’ ocorreu? É divertido ver todos se levantarem quando chega sua vez, criando uma onda que se move no meio da multidão. Mas você já parou para pensar sobre essa onda e como ela funciona?
Você deve ter notado que, enquanto a própria onda percorre o estádio, as pessoas que a formam não precisam fazer nada além de se levantar e sentar novamente. Em outras palavras, as pessoas se movem verticalmente em seus assentos, enquanto a onda se move horizontalmente pelo estádio.
 |
Isso ocorre porque as ondas transferem energia e não massa. Por exemplo, uma onda no oceano não transfere partículas de água de um lugar para outro, mas, em vez disso, essas partículas estão apenas se movendo para cima e para baixo perpendicularmente ou em ângulo reto com o movimento da onda horizontal. Isso acontece quando a energia é transformada de energia potencial ou «armazenada» em energia cinética ou de «movimento» e, em seguida, de volta à energia potencial novamente.
Pense na sua participação na onda do estádio. Você começa na posição sentada, que é energia potencial. Você então muda para a posição de pé, convertendo essa energia armazenada em movimento ou energia cinética.
Ao atingir a posição de pé total, você desacelera e mais uma vez sua energia é convertida de volta em energia potencial. Quando você se senta novamente, a energia é convertida de volta em energia cinética e, quando você se senta até o fim, essa energia se torna energia potencial novamente.
 |
Como a energia é transferida
Então, como a energia é transferida por meio de uma onda? Seja ar, água ou outro, a energia é transferida por meio das vibrações das partículas do meio. Assim, uma onda de água transfere energia por meio da vibração das partículas de água, as ondas sonoras viajam pela vibração das partículas de ar ou das partículas de um líquido ou sólido e os campos eletromagnéticos e magnéticos vibram para transferir energia por meio de ondas eletromagnéticas.
Como você deve saber, nem todas as ondas têm o mesmo tamanho, formato ou velocidade.
- A amplitude de uma onda é a altura da onda em relação à sua posição de repouso (NÃO a altura da onda de cima para baixo).
- O comprimento de onda é o comprimento da onda medido de um ponto na onda ao mesmo ponto na próxima onda. Isso pode ser da crista (o topo de uma onda) para a crista da próxima onda, ou pode ser da depressão (parte inferior de uma onda) para a próxima. Contanto que seja o mesmo ponto em cada onda, não importa de onde você a mede.
- A frequência da onda é a frequência com que uma onda é produzida a cada segundo ou o número de ondas nesse período.
 |
Exemplos de transferência de energia
Todos esses termos estão relacionados à quantidade de energia em uma onda. Por exemplo, uma onda de água que tem uma grande amplitude (é muito alta) e um comprimento de onda longo é uma onda com muita energia. Este é o caso dos tsunamis, que são ondas de água perigosas que têm um grande impacto.
Mesmo que as ondas eletromagnéticas viajem na mesma velocidade, elas podem variar em sua frequência e comprimento de onda, uma relação que é inversamente proporcional , ou seja, conforme uma fica maior, a outra fica menor.
Portanto, conforme a frequência aumenta (o que significa que mais ondas são produzidas), o comprimento de onda diminui. E conforme a freqüência diminui (menos ondas são produzidas), o comprimento de onda aumenta.
Por exemplo, os raios X usados para ver os ossos dentro do seu corpo têm muita energia porque têm uma alta frequência e um comprimento de onda curto. Por outro lado, as ondas de rádio, que é o que os telefones celulares usam para transmitir informações, têm uma frequência muito menor e comprimento de onda maior, o que significa que têm menos energia.
 |
Resumo da lição
As ondas permitem que a energia seja transferida sem a transferência de massa. Isso pode ser visto na ‘onda’ em um evento esportivo, com tsunamis e até mesmo com telefones celulares e equipamentos médicos, como máquinas de raio-X.
A energia é transferida em ondas por meio da vibração das partículas, mas as próprias partículas se movem de maneira perpendicular ao movimento horizontal da onda. A energia é transformada entre a energia potencial (armazenada) e a energia cinética (movimento) conforme as partículas vão do repouso ao movimento e voltam ao repouso.
As ondas têm diferentes componentes, como seus
- amplitude ou altura do repouso
- comprimento de onda , ou quanto tempo a onda é
- frequência , ou quantas ondas são produzidas em um segundo
Os comprimentos de onda são medidos de crista (topo) a crista ou de vale (baixo) a vale, e são inversamente proporcionais à frequência da onda. Isso significa que à medida que a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui e vice-versa. As ondas eletromagnéticas viajam na mesma velocidade, mas variam em sua frequência e comprimento de onda.