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Voltar a Física e Química A

Ao mudar de meio, a fonte mantém a frequência da onda

11.º anoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Relacionar frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação.

Compreender

A frequência f indica quantas oscilações completas ocorrem por segundo e é fixada pela fonte neste modelo. O período é T=1/f=0,20 s. A rapidez de propagação liga-se ao comprimento de onda por v=λf. No meio A, λ=10/5=2 m; no meio B, λ=6/5=1,2 m. A passagem altera a rapidez e o comprimento de onda, enquanto a frequência continua a ser 5 Hz.

A distância de 2 m entre cristas consecutivas no meio A representa um ciclo espacial, não a distância que uma partícula do meio viaja num período. Numa onda mecânica, as partículas oscilam em torno de posições de equilíbrio enquanto a perturbação se propaga. O exemplo não indica se a vibração é transversal ou longitudinal; ambas podem satisfazer v=λf. A classificação exige observar a direção de vibração relativamente à propagação.

Para resolver, escreve primeiro qual propriedade pertence à fonte e qual depende do meio. Depois calcula o período a partir da frequência e usa unidades coerentes em v/f. Não uses a velocidade do meio A para determinar o comprimento de onda no meio B. A continuidade da frequência na fronteira vale para a onda transmitida nesta situação ideal; reflexões, perdas e mudanças de amplitude não são quantificadas pelos dados.

Exemplo resolvido

Uma fonte produz uma onda de 4 Hz que atravessa dois meios: velocidade de 12 m/s em A e 8 m/s em B. Calcula período e comprimentos de onda.

  1. A fonte fixa f=4 Hz na passagem. O período é T=1/f=0,25 s em ambos os meios.
  2. No meio A, divido velocidade pela frequência: λ=v/f=12/4=3 m.
  3. Em B, λ=8/4=2 m. A redução da velocidade encurta λ; não implica mudança da frequência da fonte.

T=0,25 s, λA=3 m e λB=2 m, com f=4 Hz nos dois meios.

Atenção ao erro

Confundir os dados do caso ou extrapolar sem verificar condições.

Onda atravessa dois meios: as cristas estão mais espaçadas à esquerda do que à direita.
Mostra que o comprimento de onda muda com a rapidez do meio; a frequência fixa da fonte deve ser lida no texto.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é o período?

    Ver solução explicada

    Resposta: 0,20 s.

    Calcula 1/f.

  2. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é λ no meio A?

    Ver solução explicada

    Resposta: 2 m.

    Calcula 10/5.

  3. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é λ no meio B?

    Ver solução explicada

    Resposta: 1,2 m.

    Calcula 6/5.

  4. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: A frequência muda na passagem de A para B?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não; permanece 5 Hz neste modelo.

    Conserva frequência da fonte.

Alinhamento curricular e fontes

  • Relacionar frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação., página 9. Objetivo oficial parafraseado: Relacionar frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 11-ano