Este artigo explica o que são ondas periódicas na física e quais são suas características. Da mesma forma, você encontrará exemplos de ondas periódicas e qual é a equação desse tipo de ondas.
O que é uma onda periódica?
Na física, uma onda periódica é uma onda cujo gráfico se repete periodicamente. Ou seja, as oscilações de uma onda periódica se repetem a cada intervalo de tempo fixo. Portanto, o alongamento de uma onda periódica será o mesmo durante o mesmo período de tempo.
O período é o tempo necessário para que a onda periódica se repita. Portanto, o movimento de uma onda periódica retornará à mesma situação após algum tempo.
Por exemplo, a onda que descreve o movimento de um pêndulo é uma onda periódica, pois o pêndulo oscila periodicamente de um extremo ao outro. O tempo necessário para um pêndulo completar uma oscilação é, portanto, constante.
Exemplos de ondas periódicas
Depois de vermos a definição de onda periódica na física, aqui estão alguns exemplos desse tipo de onda para finalizar a compreensão do conceito.
Exemplos de ondas periódicas:
- A onda que descreve o movimento de um pêndulo é periódica.
- Ondas eletromagnéticas são ondas periódicas.
- As ondas sonoras também são ondas periódicas.
- As ondas que surgem na superfície de uma poça quando uma pedra é atirada.
- A onda que define um movimento harmônico simples.
Elementos de uma onda periódica
As ondas periódicas possuem os seguintes elementos ou características:
- Alongamento (y) : é a distância entre a posição da onda e sua posição de equilíbrio.
- Amplitude (A) : é a distância entre a extensão máxima e sua posição de equilíbrio.
- Crista : cada um dos pontos mais altos da onda.
- Vale : cada um dos pontos mais baixos da onda.
- Ciclo ou oscilação : é o caminho da onda de um ponto ao próximo ponto equivalente.
- Comprimento de onda (λ) : é a distância entre dois pontos equivalentes consecutivos na onda.
- Período (T) : é o tempo necessário para completar uma oscilação completa.
- Frequência (f) : é o número de oscilações ou vibrações que a onda produz por unidade de tempo.
- Frequência angular (ou pulsação) (ω) : é a velocidade com que a onda oscila.
- Número de onda (k) : É definido como o número de ciclos realizados ao longo de um comprimento de 2π metros.
- Velocidade de propagação (v) : é a velocidade com que a onda se propaga.
Fórmula de uma onda periódica
A equação de uma onda periódica é y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ 0 ). Esta fórmula é usada para calcular o alongamento de um ponto da onda periódica em uma determinada posição e em um tempo específico.
Ouro:
-
é o alongamento da onda.
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é a amplitude da onda periódica.
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é a distância do ponto estudado até a origem da onda.
-
é o número da onda.
-
é a frequência angular ou de pulsação.
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é o momento do tempo.
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é a fase inicial da onda.
Nota: Tenha em mente que existem diversas maneiras de expressar a equação de uma onda periódica. Uma função cosseno também pode, portanto, ser usada. Porém, a expressão mais utilizada é a função explicada neste artigo.
O sinal na frente da velocidade angular determina a direção do avanço da onda periódica. Se for negativo significa que a onda está se propagando para a direita, por outro lado se o sinal for positivo significa que a onda está se movendo para a esquerda.
Onda periódica e não periódica
Por fim, veremos a diferença entre uma onda periódica e uma onda não periódica porque, como seus nomes indicam, são dois tipos de ondas opostas.
Uma onda não periódica é uma onda cujo gráfico não se repete ao longo do tempo, ou seja, a forma de uma onda não periódica é completamente livre e não segue nenhum padrão. Em suma, as ondas não periódicas não têm periodicidade.
Portanto, a principal diferença entre uma onda periódica e uma onda não periódica é que as ondas periódicas oscilam ciclicamente e repetem o seu gráfico a cada intervalo de tempo fixo. Por outro lado, o formato das ondas não periódicas não apresenta nenhum tipo de padrão. mas eles balançam livremente.