▷ Onda (física)

Este artigo explica o que são ondas na física e quais são suas características. Então, você encontrará a definição de onda na física, exemplos de ondas, quais são os elementos das ondas e, por fim, quais são os diferentes tipos de ondas na física.

O que é uma onda na física?

Na física, uma onda é uma perturbação que se propaga pelo espaço transportando energia, mas sem transportar matéria. Em outras palavras, uma onda é uma agitação que percorre um espaço que, após a passagem da onda, permanece igual ao seu estado inicial.

Geralmente, as ondas estudadas em física são ondas harmônicas e periódicas, o que significa que seu gráfico se repete ciclicamente ao longo do tempo e podem ser definidas por uma função seno ou cosseno.

Algumas ondas requerem um meio material para serem transportadas, enquanto outras são capazes de ser transportadas no vácuo. A seguir veremos quais são os diferentes tipos de ondas.

Exemplos de ondas

Agora que sabemos o significado de onda na física, vejamos vários exemplos de ondas cotidianas para entender melhor o conceito.

Exemplos de ondas:

Ondas sonoras.
Ondulações produzidas na superfície da água quando uma pedra é atirada.
A onda gerada pela vibração de uma corda.
Ondas se espalhando por um cais.
Ondas eletromagnéticas.

Elementos de uma onda

Os elementos ou partes de uma onda são:

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 que separa dois pontos equivalentes consecutivos da onda.
Período (T) : é o tempo necessário para completar uma oscilação completa.
Frequência (f) : é o número de oscilações ou vibrações que a onda faz por unidade de tempo.

$f=\cfrac{1}{T}$

Frequência angular (ou pulsação) (ω) : é a velocidade com que a onda realiza oscilações.

$\omega=\cfrac{2\cdot \pi}{T}=2\cdot \pi \cdot f$

Número de onda (k) : é definido como o número de ciclos realizados ao longo de um comprimento de 2π metros.

$k=\cfrac{2\cdot \pi}{\lambda}$

Velocidade de propagação (v) : é a velocidade com que a onda se propaga.

$v=\cfrac{\lambda}{T}=\cfrac{\omega}{k}$

equação de uma onda

Em física, a equação para uma onda é y(x,t) = A sin(k x ± ω t + φ ₀ ). Esta fórmula é usada para calcular o alongamento da onda em uma posição específica e em um momento específico.

$y(x,t)=A\cdot \text{sin}(k\cdot x\pm w\cdot t+\phi_0)$

Ouro:

$y$

é o alongamento da onda.
$A$

é a amplitude da onda.
$x$

é a distância do ponto estudado até a origem da onda.
$k$

é o número da onda.
$\omega$

é a frequência angular ou de pulsação.
$t$

é o momento do tempo.
$\phi_0$

é a fase inicial da onda.

O sinal na frente da velocidade angular determina a direção de deslocamento da onda. Se o sinal for negativo significa que a onda se propaga para a direita, por outro lado se o sinal for positivo significa que a onda se propaga para a esquerda.

Nota: Tenha em mente que existem várias maneiras de expressar a equação de uma onda na física, portanto ela também pode ser expressa por uma função cosseno. Porém, a fórmula mais utilizada é a função explicada neste artigo.

Tipos de ondas

Na física existem várias formas de classificar as ondas, então a seguir veremos quais são os diferentes tipos de ondas de acordo com os critérios utilizados para classificá-las.

De acordo com as dimensões de propagação

Ondas unidimensionais : a onda se propaga em apenas uma direção.
Ondas bidimensionais : a onda se propaga em duas dimensões, ou seja, ao longo de uma superfície.
Ondas tridimensionais : a onda se propaga em três dimensões, ou seja, através do espaço.

Dependendo da direção das oscilações

Ondas longitudinais : a direção das oscilações é igual à direção de propagação das ondas.
Ondas transversais : a direção das oscilações é perpendicular à direção de propagação das ondas.

Dependendo do meio

Ondas mecânicas : a onda precisa de um meio material para se propagar.
Ondas eletromagnéticas : a onda pode se propagar no vácuo.

De acordo com sua frequência

Ondas periódicas : o gráfico de ondas se repete ciclicamente.
Ondas não periódicas : A onda oscila livremente sem seguir um padrão cíclico.

Para uma explicação mais detalhada, bem como exemplos de cada tipo de onda, clique no seguinte link:

➤ Veja: Tipos de ondas na física