Uma folha seca boia no lago; as ondulações passam, ela sobe e desce, e um minuto depois está no mesmo ponto. O que viaja quando uma onda passa, o que permanece, e por que bastam a distância entre duas cristas e o ritmo com que elas chegam para calcular a velocidade da perturbação?
O que você vai aprender
Definir onda como perturbação que se propaga transportando energia sem transportar matéria, distinguir pulso de onda periódica e reconhecer que um meio mecânico precisa de inércia e de força restauradora, identificando o erro 'a onda leva a água até a costa'.
Relacionar período, frequência e frequência angular (f = 1/T, ω = 2π/T), converter prefixos (kHz, MHz, mm, nm) e reconhecer a oscilação que origina a onda, inclusive o pêndulo (T = 2π√(L/g)) cobrado pelo PAS em 2022.
Classificar uma onda pela natureza (mecânica × eletromagnética), pela direção de vibração (transversal × longitudinal) e pelo número de dimensões de propagação, aplicando as etiquetas à luz, ao som, às ondas P e S e às ondas do mar, e julgando itens que trocam as etiquetas (2020/12).
Identificar amplitude, comprimento de onda, período, frequência e velocidade em uma onda periódica, distinguir A de λ e reconhecer que λ e f não bastam para caracterizar uma onda (2014/103).
Deduzir e aplicar v = λf com a leitura 'a velocidade é do meio, a frequência é da fonte, λ é a negociação', em cálculos com potências de dez e limiar (2021/50), em razões (2020/17) e em julgamentos sem número (2009/52, 2023/99, 2018/109 e 110).
Ler comprimento de onda e amplitude num gráfico y × x (fotografia) e período e amplitude num gráfico y × t (filme de um ponto), combinando os dois para obter a velocidade, e resolver o item tipo C de 2014 (106) pela leitura da figura.
Ler uma função de onda harmônica como um sinal: amplitude, número de onda, frequência angular, sentido de propagação e fase, obtendo f = ω/2π (2011/37, 2015/64) e distinguindo a velocidade da forma da velocidade transversal de um ponto do meio.
Aplicar a fórmula de Taylor v = √(F/μ) a uma corda esticada, prevendo o efeito de quadruplicar a tração ou a densidade linear e relacionando tração, velocidade e altura da nota.
Explicar as ondas do mar com v = √(gh) em água rasa: velocidade que cai com a profundidade, frequência constante, comprimento de onda que encurta e amplitude que cresce na arrebentação, resolvendo o item do tsunami de 2007 (período de 100 km a 700 km/h) e reconhecendo a dispersão em água funda.
Descrever frentes de onda e raios (circulares, planas, esféricas; raio perpendicular à frente) como vocabulário para os fenômenos ondulatórios da página seguinte.
Jogue uma pedra num lago e repare numa folha seca que boia um pouco adiante. As ondulações a alcançam, ela sobe e desce enquanto passam, e um minuto depois está no mesmo ponto em que estava: a água debaixo dela não foi a lugar nenhum, só o movimento viajou da pedra até ali. Duas medidas simples descrevem o que passou: as cristas estão a 3 m uma da outra, e chega uma crista a cada segundo. Isso basta para saber a que velocidade a ondulação cruza o lago: 3 metros por segundo. Essa conta de uma linha, e a pergunta que ela responde (“o que se desloca quando uma onda passa?”), sustentam a página inteira.
Esta página é a base do bloco de ondulatória. Primeiro o que uma onda é e o que ela transporta; depois de onde ela nasce (uma oscilação, com período e frequência), as duas etiquetas que classificam qualquer onda, as cinco grandezas que a descrevem e a equação v=λf com a leitura que decide os itens da prova: a velocidade é do meio, a frequência é da fonte. Em seguida, como ler comprimento de onda e período nos dois gráficos que a banca desenha, como ler uma função de onda como um sinal, o único caso em que a velocidade tem fórmula (a corda esticada), as ondas do mar e a arrebentação, e o desenho de frentes e raios que prepara o resto. O que a onda faz quando encontra um obstáculo, outro meio ou outra onda está em fenômenos ondulatórios; o som, com altura, intensidade, timbre e Doppler, em acústica; a luz e o espectro, em ondas eletromagnéticas. Aqui essas ideias entram só pelo nome.
O que viaja e o que fica: a definição de onda
Levante depressa a ponta de uma corda esticada e solte. Uma elevação percorre a corda até a outra ponta. Marque um pedacinho da corda com fita: quando a elevação passa, a fita sobe e desce e não acompanha a elevação. Cada trecho da corda puxa o vizinho, que puxa o seguinte; o que se transmite de trecho a trecho é o movimento, e com ele a energia que a sua mão gastou. A corda, como a água do lago, fica.
Onda, pulso e onda periódica
Chama-se onda a propagação de uma perturbação: o que avança é a alteração do estado de um ponto para o vizinho, carregando energia, e não o material por onde ela passa. Quando há um meio, cada trecho dele oscila em torno da própria posição de equilíbrio e volta para lá; a viagem é da perturbação. Para sustentar uma onda mecânica o meio precisa de duas coisas: inércia (massa que resiste a ser acelerada) e uma força restauradora que puxe cada trecho de volta ao equilíbrio (a tração da corda, a pressão do ar, a gravidade na superfície da água). Uma perturbação única e localizada é um pulso; uma fonte que repete o movimento em intervalos iguais produz uma onda periódica, e só para ela fazem sentido as palavras período, frequência e comprimento de onda.
A ola de um estádio é a versão humana dessa ideia. Cada pessoa se levanta e senta no próprio lugar; ninguém troca de cadeira; e ainda assim uma faixa de gente em pé dá a volta completa no estádio em vinte segundos. Movimento e energia (cada um gasta a sua para se levantar) percorrem a arquibancada; as pessoas ficam. Um terremoto faz o mesmo em escala continental: a rocha perto do epicentro oscila alguns centímetros ou metros e volta ao lugar, mas a perturbação atravessa o planeta e faz tremer o chão a milhares de quilômetros.
A frase escolar “ondas transportam energia, não matéria” descreve com exatidão a propagação ideal, em que cada elemento oscila em torno do equilíbrio. Ela não deve virar uma proibição a todo transporte de massa em fenômenos reais: ondas de superfície podem coexistir com correntes e produzir uma pequena deriva, e a arrebentação envolve, sim, água em movimento na direção da praia. O que nunca se pode fazer é confundir a velocidade de uma crista com a velocidade da água, nem imaginar que o ar sai do alto-falante e percorre a sala até o ouvido a 340 m/s. O ar oscila no lugar; a compressão viaja.
O que chega à praia é a onda, não a água
É o erro de fábrica dos itens de ondulatória: atribuir à onda o transporte do próprio meio. O surfista que espera a série sobe e desce no lugar; a folha do lago também; a boia de sinalização também. A energia do vento que gerou a onda a centenas de quilômetros chega à praia, a água não. Antes de julgar um item, pergunte: o que a frase diz que viaja? Se a resposta for “o meio”, a frase está errada; uma afirmação do tipo “as ondas do mar levam até a costa a água em que se formaram” é falsa.
Toda onda nasce de uma oscilação: período e frequência
Antes da onda existe algo que vai e volta: a mão que sacode a corda, a membrana do alto-falante, a pedra que caiu na água, o átomo que emite luz. Qualquer movimento que se repete pode ser descrito por duas grandezas, e saber uma é saber a outra, porque uma é o inverso da outra.
Período, frequência e frequência angular
O períodoT é quanto tempo dura uma repetição completa, medido em segundos. A frequênciaf é o número de ciclos completados a cada segundo, em hertz (1 Hz = 1/s). Uma é o inverso da outra:
f=T1,T=f1.
A frequência angularω conta quantos radianos de ciclo são varridos por segundo (uma volta completa são 2π rad):
ω=T2π=2πf,em rad/s.
Frequência alta é repetição rápida e período curto. Um beija-flor que bate as asas 50 vezes por segundo tem f=50 Hz e T=0,020 s (e não 50 s); a rede elétrica, a 60 Hz, completa um ciclo a cada 1/60 s. Os prefixos aparecem em toda conta: 2 kHz são 2 000 Hz; 3 MHz são 3×106 Hz; 0,75 mm são 7,5×10−4 m; 600 nm são 6×10−7 m. Converta antes de multiplicar.
Um detalhe de laboratório que vira item: para medir um período com precisão, cronometre muitos ciclos. Se 20 oscilações completas levam 8,0 s, o período é 0,40 s e a frequência 2,5 Hz. Mas quem conta 20 cristas passando, incluindo a primeira e a última, mediu só 19 intervalos; a contagem tem de corresponder ao que de fato foi cronometrado.
O oscilador mais simples é o pêndulo: um fio de comprimento L com uma massa na ponta, oscilando com pequena abertura, tem período T=2πL/g. Fio mais longo, período maior; gravidade menor, período maior; a massa não entra. Um fio de 2,5 m na Terra (g=10 m/s²) oscila com T=2π0,25=π≈3,1 s. Em Marte, com g≈3,7 m/s², o mesmo fio levaria 2π2,5/3,7≈6,28×0,82≈5,2 s. Um relógio de pêndulo levado a Marte marcaria cada “segundo” mais devagar: atrasaria.
Foi exatamente isso que a 2.ª etapa de 2022 cobrou, num par de itens sobre movimentos harmônicos simples. O primeiro: “Caso um relógio de pêndulo seja levado a Marte, onde a aceleração da gravidade é inferior à da Terra, esse relógio, em Marte, estará atrasado em comparação a um relógio de pêndulo com mesmo comprimento localizado na Terra.” Gabarito C: g menor, T maior, cada tique demora mais. O segundo, tipo C: “Em uma região onde o período de oscilação de um pêndulo seja π s e o comprimento do seu fio seja de 2,5 m, o valor da gravidade local, em m/s², será de” 9,6; 9,8; 10,0; 10,2. Isole g na fórmula: g=4π2L/T2=4π2×2,5/π2=10,0 m/s², opção C, exatamente o pêndulo de 2,5 m calculado acima. Repare que o período veio escrito como π s para que o π2 da fórmula desaparecesse na divisão; quem substitui 3,14 e faz a conta na unha perde tempo e ganha arredondamento.
A definição de frequência angular rendeu, em 2015, um item de uma linha num bloco sobre ondas de rádio na ionosfera: “Para uma onda de período igual a π/30 s, a frequência angular é igual a 60 rad/s.”ω=2π/T=2π÷(π/30)=60 rad/s. Gabarito C. Quem tem a definição na ponta do lápis resolve em dez segundos.
Duas etiquetas decidem metade dos itens: natureza e direção de vibração
Há duas perguntas que se fazem a qualquer onda antes de mais nada: de que ela é feita e para onde o meio vibra. As respostas separam as famílias, e a banca testa as duas trocando as etiquetas da luz pelas do som e vice-versa.
Mecânica ou eletromagnética; transversal ou longitudinal
Pela natureza. Ondas mecânicas são a oscilação de um meio material e não existem sem ele: som, ondas do mar, ondas numa corda, ondas sísmicas. Não há som no vácuo. Ondas eletromagnéticas são oscilações acopladas de um campo elétrico e de um campo magnético, um perpendicular ao outro, e dispensam meio: luz, rádio, micro-ondas, raios X. Entre o Sol e a Terra há 150 milhões de quilômetros praticamente vazios, e a luz os percorre sem precisar de nada no caminho.
Pela direção em que o meio vibra. Numa onda transversal, a oscilação do meio (ou do campo) é perpendicular à direção em que a onda avança: a corda sacudida, a luz. Na onda longitudinal, vibra na mesma direção da propagação: o som no ar, feito de compressões e rarefações que se sucedem; a mola empurrada e puxada ao longo do próprio eixo.
Pelo número de dimensões em que a energia se espalha. Uma onda numa corda é unidimensional; na superfície de um lago, bidimensional; o som de um alto-falante pequeno numa sala e a luz de uma lâmpada enchem o espaço em três dimensões. Dimensão de propagação não é o número de direções em que uma partícula do meio vibra.
Transversal: o ponto oscila perpendicularmente à propagação (corda, luz). Longitudinal: oscila na mesma direção (som, mola). Nos dois casos a onda avança e o meio fica. Diagrama autoral.
Alguns casos merecem etiqueta dupla. Uma onda na superfície da água não é puramente transversal: cada partícula descreve uma trajetória quase circular, subindo, avançando, descendo e recuando, e volta perto de onde estava. Um terremoto gera ondas P (primárias), longitudinais, mais rápidas, que atravessam sólidos e líquidos, e ondas S (secundárias), transversais, mais lentas, que não atravessam líquidos, porque um líquido não tem força restauradora para uma deformação de cisalhamento. Foi a “sombra” das ondas S que revelou aos sismólogos que o núcleo externo da Terra é líquido: uma classificação de onda virou geologia.
A prova de 2020, na 2.ª etapa, pendurou na Noite estrelada de van Gogh três etiquetas erradas de uma vez: “A luz, que permite apreciar a obra Noite estrelada, é uma onda mecânica do tipo longitudinal e bidimensional, formada pela oscilação de campos elétrico e magnético perpendiculares entre si.” A frase troca três etiquetas: a luz não é mecânica, é eletromagnética; não é longitudinal, é transversal; e não se espalha em duas dimensões, mas em três. Só o final está correto, porque os campos são de fato perpendiculares entre si, e é esse final verdadeiro que dá à frase cara de certa. Gabarito E. Um item assim se julga em dez segundos por quem tem as etiquetas prontas, e se perde por quem lê só o fim da frase.
A mola de brinquedo mostra as duas ondas
Estique uma mola de plástico no chão com um colega segurando a outra ponta. Sacuda a sua ponta para o lado: uma onda transversal corre pela mola, cada espira indo e voltando de lado a lado. Agora empurre e puxe a mola ao longo do próprio eixo: uma região de espiras apertadas (compressão) viaja até o colega, seguida de uma região de espiras afastadas (rarefação). É o som em câmera lenta. E, nos dois casos, a fita colorida amarrada numa espira volta ao lugar depois que a onda passa.
Cinco letras descrevem qualquer onda periódica
Volte ao lago. A folha sobe 4 cm acima do nível de repouso e desce 4 cm abaixo; as cristas estão a 3 m uma da outra; passa uma por segundo. Estas são as grandezas de qualquer onda periódica.
Amplitude, comprimento de onda, período, frequência e velocidade
símbolo
leitura
unidade
no lago
A
amplitude: até onde um ponto do meio se afasta da posição de equilíbrio; mede a energia que a onda carrega
m (ou a unidade da grandeza que oscila)
4 cm
λ
comprimento de onda: distância entre duas cristas (ou dois vales) consecutivos, num mesmo instante
m
3 m
T
período: tempo de uma oscilação completa de um ponto do meio
s
1,0 s
f=1/T
frequência: oscilações por segundo; é da fonte
Hz
1 Hz
v
velocidade de propagação da forma da onda; é do meio
m/s
3 m/s
A distância de uma crista ao vale seguinte é λ/2; entre dois cruzamentos consecutivos do eixo, também λ/2. A amplitude não é o comprimento de onda: uma mede altura, a outra mede distância entre repetições, e a onda do lago (4 cm de amplitude, 3 m de comprimento) mostra que elas nem têm o mesmo tamanho. A energia transportada cresce com o quadrado da amplitude: dobrar A quadruplica a energia, mantidos frequência e meio.
Uma onda periódica fotografada num instante: a amplitude mede a energia, o comprimento de onda mede a distância entre repetições, e v=λf amarra a velocidade às duas outras grandezas. Descrever a onda exige A, λ e f juntos; o item 103 de 2014 caiu justamente por deixar a amplitude de fora. Diagrama autoral.
A amplitude é a grandeza que se esquece, e a banca sabe. Em 2014, num texto sobre cordas com extremos fixos que citava a pedra no lago, o instrumento musical e a lâmpada, o primeiro item afirmou: “O comprimento de onda e a frequência são suficientes para caracterizar uma onda.” Gabarito E. Com λ e f você sabe a velocidade (v=λf), mas não sabe quanta energia a onda carrega: duas ondas de mesmo λ e mesma f podem ter amplitudes de 1 mm e de 1 m. O item não pedia uma definição errada para corrigir; pedia que você percebesse o que estava faltando na lista.
Por que v = λf, e de quem é cada grandeza
A equação fundamental da ondulatória
Siga uma crista com o olhar enquanto a fonte completa uma oscilação. Nesse intervalo, que dura um período T, a crista percorre a distância que a separava da crista seguinte, isto é, um comprimento de onda λ. Velocidade é distância dividida por tempo:
v=Tλ=λf.
Lida de outro jeito, a mesma relação diz quanto a onda avança por segundo: λ metros em cada um dos f ciclos que cabem no segundo. A fórmula vale para toda onda periódica, mecânica ou eletromagnética, transversal ou longitudinal, e é quase sempre a única conta de um item de ondulatória.
Três contas fixam o hábito. Lago:λ=3 m, f=1 Hz, v=3 m/s; T=1,0 s; ω=2π/1,0=2π≈6,3 rad/s. Som: um apito de 1 000 Hz no ar, onde o som viaja a 340 m/s, tem T=1/1000=0,001 s; nesse milésimo de segundo a compressão avança 340×0,001=0,34 m, de modo que duas compressões sucessivas estão separadas por 34 cm. Um apito de 2 000 Hz, no mesmo ar, tem período de meio milésimo de segundo e compressões a 17 cm uma da outra. Checagem:uma onda periódica cujas cristas distam 9 m entre si e cujo período é 3 s avança a 3 m/s: v=λ/T=9/3=3 m/s, certo.
Agora a leitura que decide os itens: quem é dono de cada grandeza.
A frequência é imposta pela fonte: a pedra que bateu na água, a corda dedilhada, o átomo excitado que emite luz. Ao mudar de meio a onda a conserva, porque o meio não tem como “engolir” nem “criar” oscilações: cada crista que chega à fronteira passa para o outro lado, uma por uma, no mesmo ritmo em que chegou.
A velocidade é fixada pelo meio: mar raso ou profundo, ar frio ou aquecido, corda tensa ou frouxa, vidro ou vácuo. Duas ondas no mesmo meio, sejam quais forem suas frequências e amplitudes, andam com a mesma velocidade.
O comprimento de onda é o que sobra quando fonte e meio já decidiram: λ=v/f. Mesma fonte, meio mais lento, comprimento de onda menor.
A amplitude não depende de nenhuma das três.
Cinco itens reais, um por linha dessa lista.
Mesmo meio, mesma velocidade (2009, item 52). Num texto sobre os pigmentos de Um bar no Folies-Bergère, de Manet, a banca imprimiu um gráfico de y em função do tempo com quatro ondas harmônicas “que se propagam em um mesmo meio”, de amplitudes e frequências diferentes, e afirmou: “A velocidade da onda 1 é maior que a da onda 2.” A figura é dispensável: no mesmo meio, todas andam com a mesma velocidade. Gabarito E. A onda 1 tinha a maior amplitude do gráfico, e é exatamente isso que o item convida a confundir com velocidade.
Frequência maior, comprimento de onda menor, sem exceção (2023, item 99). Num bloco sobre fibra óptica, dois raios i e j se propagavam “no interior do núcleo” da fibra (mesmo meio, índice n1), e o item dizia: “Se a frequência da onda eletromagnética correspondente ao raio i for superior à da onda eletromagnética correspondente ao raio j, então λi será necessariamente inferior a λj.” Os dois raios compartilham a velocidade v=c/n1; com λ=v/f, o de frequência mais alta tem obrigatoriamente o comprimento de onda mais curto. Gabarito C. O “necessariamente” costuma soar como alarme de item falso, mas aqui a afirmação absoluta é verdadeira, e quem marcou E por reflexo perdeu o ponto.
Proporção inversa bem armada (2020, item 17).“Se as frequências das cores azul e amarela refletidas pela pintura de van Gogh estão na razão de 6 para 5, então o comprimento de onda da luz amarela é 20% maior que o da luz azul.” No mesmo meio, λam/λaz=faz/fam=6/5=1,2: 20% maior, na vírgula. Gabarito C. Antes de julgar a porcentagem, monte a razão dos comprimentos de onda com as frequências trocadas de lugar; e cuidado com a base da comparação: dizer que o azul é 20% menor seria falso, porque 1−5/6≈16,7%.
A conta de uma linha com limiar (2021, item 50). O comando de um bloco sobre O rapto de Prosérpina, escultura de Bernini em mármore, informava que a velocidade do som no mármore é 1 650 m/s. Item: “Ondas acústicas de 1 MHz no interior dessa escultura terão comprimento de onda superior a 2 mm.”λ=v/f=1650/106=1,65×10−3 m =1,65 mm, menor que 2 mm. Gabarito E. Com o limiar tão distante do valor certo, só erra quem perde uma potência de dez na conversão. Note a escultura de Bernini servindo de cenário a um item de Física: a banca gosta de pendurar a conta numa obra de Artes.
Frequência não muda de meio; velocidade muda (2018, itens 109 e 110). Um texto sobre termometria acústica dava a velocidade do som no ar seco em função da temperatura, v=327,6T/273. Item 109: “Nas condições em questão, considerando-se uma onda sonora com frequência f e comprimento de onda λ, a temperatura da região pela qual a onda se propaga pode ser determinada pela expressão T=393,12λ2f2.” Troque v por λf e eleve ao quadrado: λ2f2=327,62T/273, logo T=273λ2f2/327,62=λ2f2/393,12, porque 327,62/273=107321,76/273=393,12. Gabarito C. Item 110: “A frequência da onda sonora diminui quando ela passa de um meio para outro com menor temperatura.” Não: ar mais frio é meio mais lento, então a velocidade diminui e o comprimento de onda encurta; a frequência é da fonte e fica. Gabarito E. Os dois itens, lidos juntos, são a lista inteira dos donos das grandezas.
Exemplo resolvido (ultrassom). Nos exames de ultrassonografia, um transdutor emite ondas de 3,5 MHz, e o som nos tecidos moles anda a 1 540 m/s. Julgue: dentro dos tecidos, esse ultrassom tem comprimento de onda inferior a 0,5 mm. Conta:λ=v/f=1540/(3,5×106)=4,4×10−4 m =0,44 mm. Decisão: 0,44 < 0,5, com folga suficiente para não depender de arredondamento: C. Conferência: 0,44 mm é também o tamanho do menor detalhe que esse ultrassom distingue, e é por isso que estruturas finas, como a pele, são examinadas com frequências mais altas (e menor alcance).
"Aumentou a frequência, a onda ficou mais rápida"
Não no mesmo meio. A velocidade é fixada pelo meio (tração e densidade da corda, temperatura do ar, profundidade da água); se a fonte passar a oscilar duas vezes mais depressa, a onda continua com a mesma velocidade e o comprimento de onda cai à metade. A fórmula v=λf não diz que vcresce com f; diz que, com v fixo, λ e f andam em sentidos opostos. Pelo mesmo motivo, uma onda de amplitude maior não é uma onda mais rápida: ela leva mais energia pelo mesmo caminho, na mesma velocidade (2009/52).
Foto ou filme? Ler λ e T no gráfico certo
A banca desenha uma senoide e pergunta uma grandeza. A senoide não diz, por sua aparência, se o eixo horizontal é espaço ou tempo; o rótulo do eixo diz, e ele decide o que se pode ler.
Dois gráficos, duas leituras
Um gráfico y×x é uma fotografia da onda num instante fixo: mostra todos os pontos do meio ao mesmo tempo. Dele se leem a amplitude (altura da crista) e o comprimento de onda (distância entre cristas). Ele não informa o período: uma foto não tem tempo dentro.
Um gráfico y×t é o filme de um único ponto do meio: mostra como esse ponto sobe e desce ao longo do tempo. Dele se leem a amplitude e o período (tempo entre dois máximos). Ele não informa o comprimento de onda: um ponto só não tem distância dentro.
Para obter a velocidade é preciso um dado de cada gráfico, ou um dos gráficos e a velocidade: v=λ/T.
A mesma onda vista de dois jeitos. Na foto (y×x) lê-se λ; no filme de um ponto (y×t) lê-se T. A velocidade precisa dos dois: v=λ/T=5,0 m/s. Diagrama autoral.
Exemplo resolvido. Uma fotografia de uma corda mostra cristas em x=0,50 m e x=2,50 m, com 3,0 cm de altura acima do repouso. Um registro do movimento do ponto x=0 da mesma corda mostra máximos em t=0,10 s e t=0,50 s. Da foto:λ=2,50−0,50=2,0 m; A=3,0 cm. Do filme:T=0,50−0,10=0,40 s; f=1/0,40=2,5 Hz. Velocidade:v=λ/T=2,0/0,40=5,0 m/s, ou λf=2,0×2,5=5,0 m/s. Conferência: a amplitude de 3,0 cm não entrou na conta de velocidade, e não deveria; e v=5 m/s é razoável para uma corda de varal sacudida à mão (uma corda de violão tem centenas de metros por segundo).
O item tipo C de 2014 é a leitura da foto em estado puro. A figura II do caderno mostrava três cordas oscilantes y1, y2 e y3 desenhadas sobre os mesmos eixos, com a posição x de 0 a 2,0 cm e o deslocamento y marcado em 10, 20, 30 e 40 cm: y1 subia até 40, zerava em x=1,0 e voltava a zero em x=2,0 (uma onda completa em 2,0 cm); y2 subia até 20 e zerava a cada 0,5 cm (uma onda completa em 1,0 cm); y3 subia até 10 e zerava a cada 0,25 cm (uma onda completa em 0,5 cm). O item: “Com base nos dados referentes à figura II, conclui-se que” A) A1=A2=A3; B) A1<A2<A3; C) f1>f2>f3; D) λ1=2λ2=4λ3. Da foto leem-se amplitudes 40, 20 e 10 cm (A e B caem) e comprimentos de onda 2,0; 1,0 e 0,5 cm, ou seja, λ1=2λ2=4λ3: opção D. A opção C não se lê de uma foto, e, se as três cordas fossem o mesmo meio, seria falsa, porque menor λ é maior f.
Ler o período numa fotografia
O erro mais comum de gráfico: ver duas cristas separadas por 2 m e escrever “T=2”. Metros não são segundos. Antes de ler qualquer coisa, leia o nome e a unidade do eixo horizontal: se for metro, a distância entre cristas é λ; se for segundo, é T. Um segundo cuidado: se o eixo vertical for pressão, um valor negativo é pressão em relação ao equilíbrio, não pressão absoluta negativa. Um terceiro: dois cruzamentos consecutivos do eixo estão separados por λ/2 (ou T/2), não por λ.
A forma avança, o ponto oscila: ler a função de onda como um sinal
A prova não pede que você deduza a equação de uma onda, mas já imprimiu funções do tipo F(t)=0,2cos5t e pediu a frequência. Ler uma expressão dessas é ler um sinal: cada número dentro dela é uma grandeza da tabela.
A função de onda harmônica, lida letra a letra
Uma onda harmônica que avança no sentido positivo de x pode ser escrita
y(x,t)=Acos(kx−ωt+φ0),k=λ2π,ω=T2π=2πf.
A é a amplitude, na unidade de y.
k, o número de onda, em rad/m: quem multiplica x. Dele sai λ=2π/k.
ω, a frequência angular, em rad/s: quem multiplica t. Dela saem f=ω/2π e T=2π/ω.
O argumento inteiro do cosseno é a fase; φ0 fixa onde a onda começa.
A velocidade da forma é v=ω/k=λf. Com kx−ωt a onda vai para +x; com kx+ωt, para −x.
Se a expressão depende só de t, é o filme de um ponto: dela se lê A, ω, f e T, nunca λ.
Exemplo resolvido. Em unidades do SI, y=0,020cos(πx−4πt). Amplitude: 0,020 m = 2,0 cm. Comprimento de onda:k=π rad/m, λ=2π/π=2 m. Frequência:ω=4π rad/s, f=4π/2π=2 Hz, T=0,5 s. Velocidade:v=ω/k=4π/π=4 m/s (ou λf=2×2=4), para a direita. Conferência: em 0,125 s (T/4) a crista avança 4×0,125=0,50 m, um quarto de comprimento de onda, como deve.
A onda y=0,020cos(πx−4πt) em dois instantes separados por T/4: a forma avançou 0,50 m para a direita; o ponto x=0 apenas desceu da crista ao repouso. Diagrama autoral.
A 2.ª etapa de 2011 fez exatamente essa leitura, num bloco sobre a voz humana que ilustrava “formas de ondas sonoras relacionadas às vozes de dois cantores”: “As frequências, em hertz, de duas ondas sonoras descritas pelas funções F1(t)=0,2cos5t e F2(t)=0,3cos(4t+5) são iguais, respectivamente, a 2π5 e π2.” Quem multiplica t é ω: ω1=5 rad/s dá f1=5/2π; ω2=4 rad/s dá f2=4/2π=2/π. Gabarito C. Os números 0,2 e 0,3 são amplitudes e o “+ 5” é fase inicial; nenhum dos três entra na frequência. Quem tenta “ler” a frequência na amplitude erra o item.
Dois pontos de uma mesma onda estão em fase quando fazem a mesma coisa ao mesmo tempo (duas cristas, separadas por λ, 2λ, …); estão em oposição de fase quando um está na crista enquanto o outro está no vale (separados por λ/2, 3λ/2, …). A defasagem entre duas ondas de mesma frequência mede quanto uma está adiantada em relação à outra, em radianos ou em fração de período; é a base da interferência, que fica na página dos fenômenos. Aqui basta a leitura qualitativa: em 2009, o item que perguntava pela defasagem entre duas das curvas impressas acabou anulado, e o vizinho, sobre a superposição de duas curvas, exigia somar ponto a ponto. O que sobrou para esta página foi o item 52, que não precisava da figura.
Velocidade da onda não é velocidade do ponto
Na onda y=0,020cos(πx−4πt), a forma avança a 4 m/s. Cada ponto da corda, porém, só sobe e desce, com velocidade transversal que varia entre zero (nas cristas e nos vales) e um máximo Aω=0,020×4π≈0,25 m/s (ao cruzar o repouso). São dezesseis vezes menos que a velocidade da onda, e numa direção perpendicular. Um item que diga “as partículas do meio se deslocam com a velocidade de propagação da onda” está errado por definição.
O único caso com fórmula para v: a corda esticada
Em quase todo item a velocidade da onda vem no comando (“considere a velocidade do som igual a 340 m/s”). Há uma exceção que a escola trata por inteiro: a corda tensa. Ela reúne, em uma fórmula, as duas exigências do meio da primeira seção: força restauradora e inércia.
Fórmula de Taylor: a velocidade numa corda
Numa corda uniforme, flexível, sob tração F e com densidade linearμ=m/L (massa por metro, em kg/m), pequenas ondas transversais viajam a
v=μF.
Tração maior, corda mais rápida (a força restauradora cresce); corda mais pesada por metro, onda mais lenta (a inércia cresce). A raiz quadrada manda na proporção: quadruplicar a tração dobra a velocidade; quadruplicar a densidade linear reduz a velocidade à metade. A amplitude não aparece: dentro da aproximação de pequenas deformações, uma onda grande e uma pequena viajam juntas.
Exemplo resolvido. Uma corda de 0,010 kg/m está sob tração de 100 N e é sacudida a 50 Hz. Velocidade:v=100/0,010=10000=100 m/s. Comprimento de onda:λ=v/f=100/50=2,0 m. Agora a tração passa a 400 N, com a mesma fonte:v=400/0,010=40000=200 m/s, o dobro, não o quádruplo; λ=200/50=4,0 m, também o dobro, porque a frequência ficou. Conferência de unidades:N/(kg/m)=kg⋅m⋅s−2⋅m/kg=m2/s2= m/s.
v=F/μ: a curva é uma raiz quadrada, não uma reta. De 100 N para 400 N a velocidade vai de 100 m/s para 200 m/s; uma corda quatro vezes mais pesada por metro anda à metade da velocidade. Diagrama autoral.
Afinar um violão é mexer em v
Quando o violonista gira a tarraxa e aperta a corda, aumenta a tração F, a velocidade v das ondas na corda sobe e, como o comprimento da corda (e portanto o comprimento de onda da nota) não mudou, a frequência sobe: a nota fica mais aguda. As cordas graves são mais grossas ou encapadas em metal: mais massa por metro, μ maior, v menor, frequência menor para o mesmo comprimento. Como a corda fixa nas duas pontas escolhe os comprimentos de onda que cabem nela (o fundamental tem λ=2L) é assunto de acústica; aqui importa a cadeia F↑⇒v↑⇒f↑.
Duas afirmações que a banca pode plantar: “numa mesma corda, ondas de maior amplitude propagam-se mais depressa” (errado: a velocidade é da corda, F/μ, e não da amplitude) e “dobrando-se a tração da corda, a velocidade de propagação dobra” (errado: dobra a tração, a velocidade cresce 2≈1,41 vez).
Água rasa: por que o mar freia, encurta e se ergue perto da praia
Numa praia de tombo, com o pé na areia, dá para ver as ondas se formarem lá fora como ondulações baixas e espaçadas, que balançam devagar quem está de barco; conforme avançam, encurtam a distância entre si, ganham altura e por fim quebram. A quantidade de água não aumentou no caminho: é a mesma sequência de ondas, batendo no mesmo ritmo que o vento lhe deu em alto-mar. A única coisa que mudou debaixo delas foi a profundidade.
Água rasa: v = √(gh)
Quando a profundidade h é pequena em comparação com o comprimento de onda, a onda de superfície está em água rasa, e a sua velocidade é governada apenas por h:
v=gh.
Menos água embaixo, onda mais lenta. Como a frequência foi fixada na origem (pelo vento ou pelo terremoto) e não se altera no trajeto, λ=v/fdiminui à medida que a onda desacelera. A mesma energia, que antes se distribuía ao longo de um comprimento de onda extenso, passa a ocupar um trecho curto, e a amplitude aumenta: eis a arrebentação. Para um tsunami, cujo λ chega a dezenas de quilômetros, até o oceano aberto conta como água rasa: 4 km de profundidade são uma fração pequena de 100 km de comprimento de onda.
Exemplo resolvido (tsunami). Em oceano aberto, com h=4000 m: v=10×4000=40000=200 m/s =720 km/h, a marcha de um avião comercial; é o que permite a um tsunami atravessar um oceano em poucas horas. Já na zona de arrebentação, com h=2,5 m: v=25=5 m/s =18 km/h, quarenta vezes mais devagar. Como a frequência não mudou, o comprimento de onda encolhe na mesma proporção: 100 km viram 2,5 km. O período tampouco se altera ao longo do trajeto: com λ=100 km e v=700 km/h, T=λ/v=1/7 h ≈8,6 min separam uma crista da seguinte. Conferência: em alto-mar, meio metro de amplitude distribuído por 100 km é uma inclinação de cinco partes em um milhão, imperceptível para um navio. Na praia, a mesma energia comprimida em 2,5 km levanta a água dezenas de metros.
A mesma série de ondas do mar aberto à praia: o fundo sobe, v=gh cai, a frequência fica, λ=v/f encurta e a amplitude cresce. Os números do mar aberto são os do tsunami de 2004 usados pela banca em 2007. Diagrama autoral.
Nenhum cenário rendeu mais itens de ondulatória na 2.ª etapa do que o mar, e o bloco de 2007 sobre o tsunami de Sumatra segue como a melhor aula do assunto já impressa num caderno de prova: “O terremoto causa o deslocamento de uma massa enorme de água, gerando ondas na superfície que se propagam a aproximadamente 700 km/h em mar aberto. Essas ondas têm comprimento de onda de até 100 km e amplitude de 50 cm. Próximo à costa, a diminuição da profundidade do mar faz que a velocidade da onda diminua, o que acarreta o aumento da amplitude da onda, a qual pode atingir 30 metros e causar grande destruição.” O item 40: “Uma onda na superfície com comprimento de onda de 100 km e viajando no mar aberto à velocidade de 700 km/h tem período menor que 5 minutos.”T=λ/v=100/700 h =1/7 h ≈8,6 min, maior que 5 min. Gabarito E. A conta é a mesma do lago; o degrau é manter quilômetros e horas até o fim e só então converter. Os itens vizinhos, sobre a reflexão parcial do tsunami numa ilha e a difração em torno do Sri Lanka, são a página dos fenômenos.
Exemplo resolvido (aviso de mau tempo). A Marinha emite um aviso para um trecho do litoral: ondas com comprimento de onda de 100 m e período de 8 s. Julgue: longe da costa, a velocidade de propagação dessas ondas passa de 50 km/h. Conta:v=λ/T=100/8=12,5 m/s; 12,5×3,6=45 km/h. Decisão: 45 < 50, E. Conferência: a passagem de m/s para km/h (multiplicar por 3,6) é o único passo além da divisão, e é nela que o item apostou. Um período de 8 s está no limite superior do que o litoral brasileiro costuma receber, e o aviso se justifica pela altura das ondas, não pela velocidade.
Em água funda, o mar separa as ondas por comprimento
A fórmula v=gh vale quando o fundo está perto. Em água funda (profundidade maior que meio comprimento de onda), a velocidade das ondas de vento não depende de h, e sim do próprio comprimento de onda: v=gλ/2π, que dá 12,5 m/s para λ=100 m e 17,7 m/s para λ=200 m. Ondas mais longas andam mais depressa. Um meio em que a velocidade depende do comprimento de onda chama-se dispersivo, e a consequência se vê na praia: de uma tempestade distante, as ondas longas chegam horas antes das curtas, e o mar “se acalma” em séries regulares (o swell dos surfistas) muito antes de o vento local mudar. O oposto acontece com o som no ar e com a luz no vácuo: todas as frequências viajam juntas, e é por isso que uma orquestra ouvida do fundo do teatro continua afinada.
Frentes de onda e raios: o desenho que prepara os fenômenos
A pedra no lago gera cristas circulares que se afastam do ponto de impacto. Cada crista é uma frente de onda: o conjunto dos pontos que estão na mesma fase (todos no alto, por exemplo). Longe da fonte, um trecho pequeno de uma frente circular enorme parece uma reta: são as frentes planas, como as ondas que chegam paralelas à praia. Um raio é a linha que indica a direção de propagação; ele é sempre perpendicular às frentes. A distância entre duas frentes consecutivas de mesma fase é o comprimento de onda.
Frentes de onda (pontos na mesma fase) e raios (perpendiculares às frentes). Perto de uma fonte pontual as frentes são circulares; longe, planas. É com este desenho que se descrevem reflexão, refração e difração. Diagrama autoral.
Numa onda tridimensional, como o som de um alto-falante pequeno ou a luz de uma lâmpada, as frentes são cascas esféricas, e a energia emitida se espalha por uma área cada vez maior à medida que a frente cresce: a intensidade cai com o quadrado da distância. A conta com 4πr2 e o decibel são da acústica. As figuras I e II do caderno de 2007, com o tsunami antes e depois de encontrar o Sri Lanka, são frentes de onda em escala de oceano: arcos concêntricos ao epicentro, que ao encontrar a ilha se refletem em parte e em parte a contornam. O que a frente faz ao encontrar um obstáculo (reflexão), ao mudar de meio (refração, com a frente girando porque uma parte dela freia antes da outra), ao passar por uma abertura (difração) e ao cruzar outra frente (interferência) é o assunto inteiro da próxima página. Leve daqui o vocabulário: frente, raio, fase, e a regra de que a frequência é da fonte e a velocidade é do meio.
Como a banca pergunta
Nas provas da 2.ª etapa de 2007 a 2025, os itens que se decidem só com o conteúdo desta página (definição, classificação, grandezas, v=λf, gráficos, oscilações e ondas do mar) apareceram em 2007, 2009, 2011, 2014, 2015, 2018, 2020, 2021, 2022 e 2023, quase sempre pendurados num texto de outra área: um quadro de Manet, a Noite estrelada, uma escultura de Bernini, a voz humana numa cantata, a ionosfera, a termometria acústica, a fibra óptica, um tsunami. Os padrões:
A etiqueta errada (2020/12): luz “mecânica”, “longitudinal”, “bidimensional”. Sempre E. Pergunte a natureza e a direção de vibração antes de ler o resto da frase.
A definição testada pela falta (2014/103): “λ e f bastam para caracterizar uma onda”. Falta a amplitude, E.
Mesmo meio, mesma velocidade (2009/52) e frequência maior, λ menor (2023/99, 2020/17): a leitura dos donos das grandezas, sem conta ou com uma razão.
A conta de uma linha com limiar (2021/50, 2007/40): λ=v/f ou T=λ/v; a dificuldade está toda numa potência de dez ou numa troca de unidade, por isso anote a unidade ao lado de cada número antes de comparar com o limiar.
Frequência não muda de meio (2018/110) e fórmula montada com v=λf (2018/109): itens de leitura de expressão, sem número.
Ler λ, A (e não f) numa fotografia (2014/106) e ler f em ω (2011/37, 2015/64): gráficos e funções como sinais.
A oscilação de origem (2022/109–110): pêndulo, T=2πL/g, relógio que atrasa em Marte.
Vizinhos disfarçados: reflexão e difração do tsunami (2007/41 e 43), superposição (2009/51), ondas estacionárias e timbre (2014/104 e 105), Snell (2015/65), intensidade esférica (2018/108) e a fibra óptica com v=c/n (2023/102) são as páginas irmãs. Resolva-os depois de ler fenômenos, acústica e ondas eletromagnéticas.
Os erros que a prova planta
Oito tropeços, um por linha
“A onda leva a matéria.” Leva energia; o meio oscila e fica. A folha do lago, a ola, o surfista.
Amplitude confundida com comprimento de onda.A é altura, λ é distância entre cristas; da crista ao vale vizinho é λ/2, não λ.
“λ e f bastam.” Falta A: duas ondas de mesmo λ e f podem carregar energias muito diferentes (2014/103).
“Aumentou f, aumentou v.” No mesmo meio, v é fixa; λ cai. Amplitude maior também não acelera a onda (2009/52).
“A frequência mudou de meio.” A frequência é da fonte; ao trocar de meio mudam v e λ, juntos (2018/110).
Período lido numa fotografia. Eixo em metros dá λ; eixo em segundos dá T. Leia o rótulo do eixo antes da curva.
Frequência lida na amplitude, ou em graus. Em Acos(ωt), f=ω/2π; o 0,2 é amplitude e o “+5” é fase (2011/37). T=π/30 s dá ω=60 rad/s, não 30 (2015/64).
Unidades. 1 MHz é 106 Hz; 1,65 mm são 1,65×10−3 m; km/h dividido por km dá 1/h, e 1/7 h são 8,6 min, não 0,14 min (2021/50, 2007/40). Na corda, dobrar F multiplica v por 2, não por 2.
O essencial em meia página
Onda: uma perturbação avança pelo meio levando energia; o meio não viaja, só oscila em torno do repouso. Pulso é uma perturbação única; onda periódica repete-se com período T e frequência f=1/T (Hz); ω=2π/T=2πf (rad/s).
Oscilação de origem: pêndulo T=2πL/g; g menor, período maior, relógio atrasa (2022/109); g=4π2L/T2 (2022/110).
Classificação:mecânica (precisa de meio: som, corda, mar, sísmicas) × eletromagnética (campos E e B perpendiculares, dispensa meio: luz, rádio); transversal (vibra perpendicular à propagação: corda, luz) × longitudinal (vibra na direção da propagação: som, mola); 1D (corda), 2D (lago), 3D (som no ar, luz). Luz é EM, transversal e 3D (2020/12).
Grandezas:A (energia ∝A2), λ (distância entre cristas), T, f, v. Caracterizar uma onda exige também A (2014/103).
Equação fundamental:v=λf=λ/T. Frequência é da fonte; velocidade é do meio; λ=v/f é a negociação. Mesmo meio, mesma v (2009/52); f maior, λ menor (2023/99, 2020/17); ao trocar de meio, f fica, v e λ mudam (2018/110).
Gráficos:y×x é foto (lê-se A e λ); y×t é filme de um ponto (lê-se A e T); v=λ/T precisa dos dois (2 m, 0,4 s → 5 m/s; 2014/106 → D).
Função de onda:y=Acos(kx−ωt), k=2π/λ, ω=2πf, v=ω/k; sinal “−” vai para +x. Quem multiplica t é ω: 0,2cos5t tem f=5/2π (2011/37). Velocidade do ponto (≤Aω) não é velocidade da onda.
Corda:v=F/μ, μ=m/L; quadruplicar F dobra v; μ quatro vezes maior, v à metade; amplitude não entra. Mais tração, nota mais aguda.
Mar: água rasa v=gh (4 000 m → 200 m/s = 720 km/h; 2,5 m → 5 m/s); f fixa, λ encurta, amplitude cresce na arrebentação; tsunami: T=100 km ÷ 700 km/h ≈8,6 min (2007/40, E). Água funda: v depende de λ (meio dispersivo).
Frentes e raios: frente = pontos na mesma fase; raio ⟂ frente; circulares perto da fonte, planas longe, esféricas em 3D. Vocabulário dos fenômenos.
Exercícios temporariamente indisponíveis
Não foi possível consultar o banco de questões. O conteúdo da aula continua disponível.
Flashcards temporariamente indisponíveis
Não foi possível consultar os cartões de revisão.
Ondas - Aula 01 (Mecânica / Eletromagnética)
Davi Oliveira - Física 2.0 · 22:36
Introdução. Vinte e dois minutos sobre a natureza das ondas: o que é uma perturbação, o que se transporta (energia, não matéria) e a distinção entre ondas mecânicas e eletromagnéticas. É o conteúdo das seções “A folha sobe e desce, e fica” e “Duas etiquetas decidem metade dos itens” em linguagem de aula, para assistir antes de ler.
Elementos de uma onda: comprimento de onda, amplitude, período, frequência e velocidade
Matemática no Papel (prof. Ítalo Benfica) · 11:47
Aprofundamento. Define crista, vale, comprimento de onda, amplitude, período e frequência sobre o desenho da onda, chega à equação fundamental e termina com um exercício; os capítulos do vídeo seguem a ordem da seção “Cinco letras descrevem qualquer onda periódica” e ajudam a fixar a diferença entre amplitude e comprimento de onda que derrubou o item 2014/103.
Equação Fundamental da Ondulatória - Brasil Escola
Brasil Escola Oficial · 7:32
Aplicação. Sete minutos dedicados só a v=λf: de onde vem a relação (em um período a onda avança um comprimento de onda) e como usá-la em contas com frequência, período e comprimento de onda. Assista depois da seção “Por que v = λf, e de quem é cada grandeza” e refaça os itens 2021/50 e 2007/40 com o método do vídeo.
Fórmula de Taylor | propagação de ondas transversais em cordas | Física em Questões 204
FISICATOTAL (prof. Ivys Urquiza) · 5:53
Resolução. Seis minutos de questões de vestibular resolvidas passo a passo com os elementos de onda (período, frequência, velocidade, comprimento de onda) e a fórmula de Taylor v=F/μ em cordas presas pelas extremidades. É a seção “O único caso com fórmula para v: a corda esticada” aplicada a itens do mesmo formato dos exercícios desta página.
A folha sobe e desce, mas não viaja com a onda: o que se desloca é a perturbação e a energia, não a água. É a pergunta que abre a página, e a resposta que derruba a frase ‘a onda leva a água até a costa’.Na ola, cada pessoa só sobe e senta no lugar; a onda percorre o estádio inteiro. Um pulso que transporta movimento e energia, não gente.Transversal: o ponto oscila perpendicularmente à propagação (corda, luz). Longitudinal: oscila na mesma direção (som, mola). Nos dois casos a onda avança e o meio fica. Diagrama autoral.A mola de brinquedo mostra as duas ondas: sacudida de lado, transversal; empurrada ao longo do eixo, longitudinal, com compressões e rarefações que viajam como o som.A anatomia de uma onda periódica: amplitude (energia), comprimento de onda (distância entre cristas) e a velocidade v=λf. Caracterizar a onda por completo exige as três informações; foi a falta da amplitude que derrubou o item 103 de 2014. Diagrama autoral.A mesma onda vista de dois jeitos. Na foto (y×x) lê-se λ; no filme de um ponto (y×t) lê-se T. A velocidade precisa dos dois: v=λ/T=5,0 m/s. Diagrama autoral.A onda y=0,020cos(πx−4πt) em dois instantes separados por T/4: a forma avançou 0,50 m para a direita; o ponto x=0 apenas desceu da crista ao repouso. Velocidade da forma, 4 m/s; velocidade máxima do ponto, Aω≈0,25 m/s. Diagrama autoral.v=F/μ: a curva é uma raiz quadrada, não uma reta. De 100 N para 400 N a velocidade vai de 100 m/s para 200 m/s; uma corda quatro vezes mais pesada por metro anda à metade da velocidade. Diagrama autoral.A mesma série de ondas do mar aberto à praia: o fundo sobe, v=gh cai, a frequência fica, λ=v/f encurta e a amplitude cresce. Os números do mar aberto são os do tsunami de 2004 usados pela banca em 2007. Diagrama autoral.Frentes de onda (pontos na mesma fase) e raios (perpendiculares às frentes). Perto de uma fonte pontual as frentes são circulares; longe, planas; em três dimensões, esféricas. É com este desenho que se descrevem reflexão, refração e difração. Diagrama autoral.Cada anel é uma frente de onda; a distância entre anéis vizinhos é o comprimento de onda; longe do centro, um trecho da frente circular parece plano.Um transdutor de 2 MHz em tecidos onde o som anda a 1 500 m/s produz comprimento de onda de 0,75 mm: v = λf decide o menor detalhe que o exame enxerga.A mão é a fonte: ela decide a frequência. A corda é o meio: ela decide a velocidade. A fita amarrada sobe e desce no lugar enquanto as cristas passam por ela.Apertar a tarraxa aumenta a tração: pela fórmula de Taylor a velocidade das ondas na corda sobe e, com o mesmo comprimento de onda, a nota fica mais aguda.A mesma série de ondas do mar aberto à praia: o fundo sobe, a velocidade cai, a frequência fica, o comprimento de onda encurta e a amplitude cresce.
Rota PAS 2
Ondulatória: som, luz e ondas do mar · PAS 2
Fontes desta página
Os materiais abaixo contribuíram para a explicação e os exemplos deste assunto.
Rota PAS 2 — Ondulatória: som, luz e ondas do mar · Antes de começar: dez minutos de aquecimento (frequência e período, prefixos, 'por' na unidade, proporção direta e inversa, 2π radianos, tabela de valores de referência); O que é uma onda: a perturbação viaja, a matéria fica (lago com folha, tabela A/T/f/λ/v/ω, classificação, pêndulo T = 2π√(L/g), itens 2014/103, 2009/51–52, 2020/12, 2022/109–110, 2015 T18, armadilha 'velocidade é do meio'); Ondas do mar: por que a onda cresce na arrebentação (v = √(gh), tsunami 4 000 m → 200 m/s, texto-base de 2007, itens 40, 41 e 43); Leia como na prova: dois itens de ondas dentro de uma fibra óptica (item 2023/99 lido em três pedaços; 2023/102 deixado para ondas eletromagnéticas); Como a banca cobra (histórico 2007–2025: 2020/17, 2021/50); Resolvidos (ultrassom 2 MHz, boletim de ressaca 150 m/10 s); Exercícios Nível 1 (itens 1, 2, 4 e 5) e Nível 2 (ondas na arrebentação, itens 10–12)
Recorte por assunto: conceito, oscilação de origem, classificação, grandezas, v = λf e a leitura dos donos das grandezas, gráficos, função de onda como sinal, corda (Taylor), ondas do mar e frentes/raios. A página acrescenta ao livro a fórmula de Taylor com o exemplo 0,010 kg/m (100 N → 100 m/s; 400 N → 200 m/s), a leitura foto × filme com o exemplo 2 m / 0,4 s → 5 m/s, a função y = 0,020 cos(πx − 4πt) com a velocidade transversal máxima Aω, as ondas P e S, a dispersão em água funda (v = √(gλ/2π)) e as frentes de onda. Fenômenos (reflexão, refração, difração, interferência, ondas estacionárias), som (intensidade, decibel, timbre, cordas e tubos, Doppler) e luz (espectro, c, fibra óptica com c/n) ficam nas páginas irmãs. A versão anterior desta página (2 094 palavras, outro modelo) forneceu os exemplos numéricos do gráfico, da função de onda, da corda e de √(gh), que foram conferidos e mantidos; intensidade esférica e potência da corda harmônica foram retiradas (acústica / fora do recorte).
Cadernos e gabaritos oficiais do PAS/UnB (Cebraspe) · PAS 2 2007 (item 40, tsunami de Sumatra), 2009 (item 52, pigmentos de Manet e quatro ondas no mesmo meio), 2011 (item 37, frequências de F1(t) e F2(t)), 2014 (itens 103 e 106, cordas com extremos fixos e a figura II com y1, y2, y3), 2015 (item 64, frequência angular), 2018 (itens 109 e 110, termometria acústica), 2020 Parte 2 (itens 12 e 17, Noite estrelada), 2021 Parte 2 (item 50, O rapto de Prosérpina), 2022 (itens 109 e 110, pêndulo em Marte), 2023 (item 99, fibra óptica)
Itens reproduzidos verbatim dos cadernos em texto e conferidos na imagem dos PDFs (utils/material/PAS/provas/) nas páginas 9 (2007), 8 (2009), 9 (2011), 19 (2014) e 16 (2018); gabaritos conferidos nos arquivos GAB e em utils/material/PAS/pesquisa/classificacao-pas2/AAAA.json. As figuras impressas (mapas do tsunami de 2007, gráfico y × t de quatro ondas de 2009, formas de onda das vozes de 2011, figuras I e II das cordas de 2014) foram descritas em texto neutro no suporte das questões, nomeando os rótulos impressos. As expressões perdidas na extração de texto (2011/37: 5/2π e 2/π; 2018: v = 327,6√(T/273) e T = λ²f²/393,12) foram lidas na imagem. Deixados para as páginas irmãs: 2007/41 e 43, 2009/51, 2014/104 e 105, 2015/65, 2018/108, 2023/102.