O que é uma onda?
Se você já brincou com um pára-quedas gigante e colorido em PE, então sabe que os pára-quedas fazem ondulações incríveis que se parecem muito com as ondas. Assim como você e seus colegas levantariam e abaixariam o pára-quedas para fazê-lo se mover, as ondas também começam com uma fonte de energia inicial.
As ondas do oceano são movidas pelo vento. A água pega a energia e a passa por uma onda, às vezes por longas distâncias. Pensamos nas ondas como grandes ondulações e depressões da água do oceano, mas as ondas não se limitam apenas à água. As ondas são energizadas de maneiras diferentes, como o deslocamento das placas da Terra (terremotos) ou a produção de som (falando, batendo, cantando, buzinando).
Uma onda é uma transferência de energia, geralmente por meio de uma forma de matéria chamada meio . Por exemplo, a energia fornecida pelas crianças brincando viaja por meio do pára-quedas. Existem também ondas que não viajam por nenhum meio, chamadas ondas eletromagnéticas , que são ondas como ondas de rádio e microondas.
Ondas mecânicas
As ondas que precisam de um meio, como a água, o ar ou o solo, para viajar são chamadas de ondas mecânicas . As ondas sonoras viajam, ou se propagam , através do ar, enquanto as ondas sísmicas de terremotos se propagam pelo solo. Nem todas as ondas são visíveis a olho nu, mas se você já viu o baixo vibrando em um carro tocando música alta, pode ver a energia do som em ação. Sem ar para nos movermos, porém, não podíamos ouvir som. Caso você esteja se perguntando, isso explica por que os astronautas nos filmes podem ouvir uns aos outros quando estão com seus capacetes (no ar), mas não quando estão sem capacete e sendo sugados para o vazio do espaço (sem ar).
Exemplos de ondas mecânicas
Pense um pouco no paraquedas: como o tecido sobe e desce. A água em uma onda do oceano também sobe e desce. Na verdade, ele não avança, pois o movimento de uma onda nos faz pensar, mas permanece no lugar, simplesmente pulando para cima e para baixo. A exceção a isso seria quando as ondas batem na costa e se quebram.
As ondas que se movem para cima e para baixo como um pára-quedas são ondas transversais , que têm uma espécie de forma de S lateral. Cada onda tem um ponto alto curvo denominado crista e um ponto baixo denominado vale . A distância do ponto mais alto de uma crista ao ponto mais alto da próxima crista é um único comprimento de onda .
Gostamos de fazer várias medições diferentes de ondas. Além de medir a distância entre as cristas, também medimos a amplitude de uma onda. A amplitude é a altura de uma onda, que é medida em metros (ou centímetros, milímetros, etc.). Para levar o exemplo do pára-quedas um pouco mais adiante, a amplitude zero ocorre quando todos mantêm o pára-quedas parado e perfeitamente horizontal. A extensão em que a crista se eleva acima da posição de equilíbrio é a amplitude da onda.
As ondas também são medidas por sua frequência , ou o número de ondas por segundo, também conhecido como hertz. Um grande número de ondas por segundo é uma alta frequência e poucas ondas por segundo é uma baixa frequência.
Som, terremotos e tsunamis viajam em ondas de compressão e são diferentes das ondas transversais. Em vez de subir e descer como um pára-quedas, as ondas de compressão parecem mais com um Slinky sendo separado. Se você puxar um Slinky de uma extremidade e arrastá-lo em sua direção, poderá ver a transferência de energia à medida que ele se move ao longo do Slinky pela maneira como as bobinas são agrupadas e depois separadas. Quando as moléculas de energia estão próximas, isso é chamado de compressão , e quando as moléculas de energia estão distantes, é chamado de rarefação .
Pegue o mesmo Slinky e torça enquanto espalha as bobinas. Esse é o tipo de movimento feito por ondas de torção . A ponte Tacoma Narrows, no estado de Washington, foi construída em 1940, mas durou apenas quatro meses. Fortes ventos de 40 milhas por hora fizeram com que a fina ponte suspensa de 2 pistas se torçasse e balançasse em ondas de torção, eventualmente causando o colapso do vão central.
Ondas eletromagnéticas
Ao contrário das ondas mecânicas, as ondas eletromagnéticas não precisam de um meio para passar. E, como não precisam de ar, podem até existir no espaço. Como o nome sugere, eles são criados quando as forças elétricas e magnéticas atuam juntas. Como as ondas do mar, as ondas eletromagnéticas ou ondas EM se movem em um padrão transversal em forma de S.
Ondas de rádio e microondas são exemplos de ondas EM que usamos todos os dias. Quando você muda a estação de rádio, muda a freqüência que está ouvindo. Isso significa que cada estação tem uma freqüência diferente, ou número de ondas por segundo. As microondas são, na verdade, um tipo de ondas curtas de rádio. Uma vez que 'micro' significa curto, é provavelmente de onde tiramos o nome, mas os comprimentos de onda das microondas que usamos para aquecer nossa comida são, na verdade, cerca de cinco centímetros de uma crista a outra. Outras ondas EM incluem ondas infravermelhas, raios X, luz ultravioleta e, sim, até mesmo luz visível.
Resumo da lição
Uma onda é uma transferência de energia, geralmente em uma forma de matéria chamada meio . As ondas que precisam de um meio, como a água, o ar ou o solo, para viajar são chamadas de ondas mecânicas . Alguns exemplos de ondas mecânicas incluem ondas transversais ou ondas que se movem para cima e para baixo como um paraquedas; ondas de compressão , ou as ondas que soam, terremotos e tsunamis viajam; e ondas de torção , que são aquelas que se torcem e se espalham conforme se movem. Existem também ondas que não viajam por nenhum meio, chamadas ondas eletromagnéticas. Alguns exemplos de ondas eletromagnéticas incluem ondas de rádio, microondas, ondas infravermelhas, raios X, luz ultravioleta e até mesmo luz visível.