Sinais e ondas

Este resumo segue a ordem das Aprendizagens Essenciais: natureza e classificação das ondas, onda periódica, leitura de gráficos e sinal sonoro. A linguagem que aprendes aqui (período, frequência, comprimento de onda e velocidade) volta a ser usada nas ondas eletromagnéticas, na reflexão, na refração e na difração.

1. Natureza e classificação das ondas

Uma onda transporta energia, não transporta matéria. Quando uma onda passa, cada ponto do meio oscila à volta da sua posição de equilíbrio e volta ao mesmo sítio.

Transversal ou longitudinal? Depende da direção da perturbação em relação à direção de propagação.

• Onda transversal: a perturbação é perpendicular à direção de propagação. Exemplo: uma corda a abanar. Cada ponto da corda sobe e desce, mas a onda avança na horizontal.
• Onda longitudinal: a perturbação tem a mesma direção da propagação. Exemplo: o som. As partículas do ar vibram para a frente e para trás na direção em que o som avança, e formam zonas de compressão e de rarefação. O mesmo acontece numa mola.

Mecânica ou eletromagnética? Depende de precisar, ou não, de um meio material.

• Onda mecânica: precisa de meio material para se propagar. Exemplos: o som, a onda numa corda.
• Onda eletromagnética: não precisa de meio material. Exemplos: a luz, as ondas de rádio.

2. Onda periódica: grandezas e relações

Uma onda periódica repete-se no espaço e no tempo. Estas são as grandezas a conhecer:

3. Ler gráficos: primeiro, a legenda do eixo

Antes de fazeres qualquer conta, olha para a unidade de cada eixo. Ela diz-te o que o gráfico já te dá.

• Eixo horizontal com unidade de comprimento (m, cm, nm): é um gráfico da posição, $y(x)$. Lê-se o comprimento de onda, entre dois pontos em fase consecutivos (por exemplo, duas cristas seguidas).
• Eixo horizontal com unidade de tempo (s, ms): é um gráfico do tempo, $y(t)$. Lê-se o período, entre dois máximos seguidos. Depois, $f = 1/T$.
• Eixo vertical: com unidade de deslocamento, lê-se a amplitude. Com unidade de pressão ou de tensão, lê-se a amplitude da pressão ou do sinal. A amplitude mede-se da posição de equilíbrio ao máximo.

Se o gráfico já te dá o que a pergunta pede, não há contas a fazer.

4. O som como onda de pressão

O som é uma onda mecânica longitudinal de pressão. No ar, resulta de compressões (as partículas ficam mais juntas) e de rarefações (ficam mais afastadas).

• Som mais forte: maior amplitude. Som mais fraco: menor amplitude.
• Som mais agudo (ou alto): maior frequência. Som mais grave (ou baixo): menor frequência.
• Em geral, o som propaga-se mais depressa nos sólidos do que nos líquidos, e mais depressa nos líquidos do que nos gases.
• O microfone transforma um sinal sonoro num sinal elétrico. O altifalante faz o contrário.

Praticar com exames

Os exercícios de exame deste tema têm a resolução passo a passo. Começa pelo som (itens 1.2.1 e 1.2.2 da Época Especial de 2025) e pelos gráficos de ondas.