Nesse post, estudaremos algo que certamente vocês já ouviram falar, estudaremos as ondas! Ondas, o que é isso? Tenho certeza que a primeira coisa que veio à cabeça de vocês foram as ondas do mar, não é verdade? E isto está perfeitamente correto, também estudaremos essas ondas! Mas elas são apenas uma particularidade de um grande universo de tipos de ondas que existe.
Já parou para pensar como funciona o rádio da sua casa? Será que ele simplesmente começa a fazer barulho do nada? Claro que não! Existe um sinal que é transmitido e chega até ele. E adivinhe: esse sinal também é um tipo de onda! Uma onda eletromagnética. Ainda envolvendo o rádio, vocês também podem se questionar: como nós percebemos esse barulho que o rádio faz? Isso é muito simples: através do som! A grande novidade vem agora: o som também é uma onda! Uma onda mecânica.
Espera aí! Como essas duas coisas podem ser ondas mesmo sendo tão diferentes das ondas do mar? É exatamente isso que trataremos nesta apostila! Aqui você vai aprender a diferenciar e analisar todos os tipos de onda que podemos encontrar em nossas vidas! Todos preparados? Vamos lá!
Ondulatória
Bom, já sabemos que a Ondulatória é a parte da Física que trata das ondas, certo? Mas, o que exatamente são as ondas? Como já percebemos na introdução desta seção, todos nós já temos uma definição sobre as ondas, certo? Então, a Física também tem, e é fundamental que você a conheça. Dizemos, na Física, que as ondas são movimentos oscilatórios que acontecem através da perturbação de um meio ( não só o meio material). Outra coisa muito importante que já precisamos saber é que, através de seu movimento, as ondas não transportam matéria, apenas energia.
Classificação das Ondas
Ondas sonoras, ondas de rádio, micro-ondas, ondas do mar… Como você pode ver, existem diversos tipos de ondas em nosso cotidiano, uns muito distintos dos outros. Mas sabe o que é o mais interessante? Apesar de parecem tão diferentes umas das outras, todas as ondas podem ser divididas e classificadas conforme dois parâmetros: sua natureza e sua forma de propagação.
Natureza da Onda
Esse é o principal meio pelo qual classificaremos as ondas. Analisando qualquer onda que exista, podemos ter uma certeza: ou ela será de natureza mecânica ou ela será de natureza eletromagnética. Mas, e na prática, como podemos saber qual é a natureza de uma onda? Ou, então, quais são as diferenças entre esses dois tipos? É exatamente isso que estudaremos agora!
► Ondas Mecânicas: ondas de natureza mecânica são perturbações em um meio material, ou seja, elas se propagam através de qualquer material que possua moléculas. Esses materiais podem ser os mais diversos, desde água, ar e óleo até um barbante ou um fio feito de ferro! Sabendo disso, podemos chegar a uma conclusão bem importante: esse tipo de onda não se propaga em meios sem material, como o vácuo que existe no espaço. Exemplos de ondas dessa natureza são os mais diversos, desde as ondas do mar e o som que escutamos até as ondas de propagação de uma mola!
► Ondas Eletromagnéticas: Para entendermos esse tipo de ondas, vamos precisar utilizar um pouco dos conhecimentos que adquirimos lá na apostila de Eletromagnetismo: as ondas eletromagnéticas são perturbações em campos elétricos e magnéticos. Imagine que, ao invés de uma corda oscilando, temos as linhas de campo elétrico e magnético mudando de direção constantemente. Mas, como isso acontece? O modo mais comum de gerar esse tipo de ondas é através da oscilação de cargas elétricas. Estranho, não é? Pois é, mas apesar de parecerem ondas tão incomuns, este tipo está mais presente em nosso dia a dia do que você imagina! Praticamente toda tecnologia que utilizamos funciona através de ondas eletromagnéticas, desde as ondas de rádio até o sinal de celular e a wi-fi.
Uma grande diferença em relação às ondas mecânicas é que as ondas eletromagnéticas oscilam em duas direções e podem se propagar, não somente em meios materiais, mas também no vácuo!
Curiosidades! Se alguma vez você já olhou Star Wars, Star Trek ou então qualquer outro filme de ficção científica, com certeza deve ter visto aquelas explosões de naves que acontecem no espaço e geram um barulhão, certo? E se nós te dissermos que existe um erro físico nessas explosões, você consegue identificá-lo? Uma dica: lembre o que aprendemos sobre as ondas mecânicas! Agora ficou mais fácil, não é? Para responder isso, basta você lembrar que o som é uma onda mecânica e que este tipo de onda não se propaga no vácuo. É justamente aqui que está o erro! As explosões realmente podem acontecer no espaço; entretanto, elas não geram som algum!
Então, já sabe, né: se alguém te disser que a velocidade do som é de 340 m/s e perguntar quanto tempo demoraríamos para ouvir, aqui na Terra, uma explosão que acontecesse lá na Lua, você deve responder que nós nunca ouviremos barulho algum dessa explosão!
Forma de Propagação
Outro modo de classificarmos as ondas é através da forma como elas se propagam: as ondas podem ser transversais ou longitudinais.
► Ondas Transversais: este tipo de onda se configura pela direção de vibração ser perpendicular à direção de propagação. Pareceu complicado? A imagem a seguir vai te ajudar a entender isso! Todas as ondas eletromagnéticas e algumas mecânicas, como as oscilações em uma corda, são transversais!
Nesta imagem, você pode ver que a onda vibra verticalmente e se propaga horizontalmente.
► Ondas Longitudinais: essa classificação é dada para ondas em que a vibração é paralela à direção de propagação. Alguns exemplos são as ondas de compressão em uma mola e a propagação do som nos gases e nos líquidos. Se liga nessa imagem aqui embaixo, ela mostra o movimento das moléculas de ar causado pela vibração de um alto falante.
Percebeu que tanto o alto falante quando as moléculas se movem na mesma direção? Ambos se movem horizontalmente!
Você precisa saber! As ondas eletromagnéticas são todas transversais. As mecânicas podem ser longitudinais, transversais ou mistas (uma mistura das duas coisas).