Habilidade 1

Olá turmas e todos os outros seres desalienantes deste mundão virtuoso.

Como estou reativando o blog, motivado pela proximidade do ENEM, vou postar uma série de artigos comentando e fazendo uma breve revisão, seguida de questões comentadas para cada uma das habilidades exigidas na matriz de referência do ENEM que, segundo minha análise, têm relação direta com a Física.

 Especialmente para os meus alunos do 3º ano, aí vai minhas dicas de estudo para a prova que se aproxima.

 A primeira habilidade, é a H1, que diz que você meu caro estudante deve:

H1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos.

O que o ENEM exigirá de você é que através dos seus conhecimentos a respeito das características ou propriedades das ondas e dos movimentos harmônicos, reconheça a natureza dos fenômenos ondulatórios ou oscilatórios e suas aplicações em diferentes contextos.

Por exemplo: através da característica de se propagar no vácuo, reconhecer que se trata de uma onda de natureza eletromagnética.

Ao desenvolver está habilidade, você deve se dar conta de como estes fenômenos são explicados do ponto de vista da Física e usar os seus conhecimentos para interpretar as questões propostas.

Então analisando as provas anteriores, considero relevante para adquirir esta habilidade, estudar os seguintes tópicos:

• Classificação de ondas: Quanto à natureza e quanto á propagação;
• Propriedades das ondas: frequência, período, comprimento de onda, amplitude
• Fenômenos Ondulatórios: reflexão, refração, difração, interferência, ressonância, efeito Doppler.

Que tal uma breve revisão deste conteúdo?

Então, vamos lá...

A propagação de ondas está relacionada à tecnologia: comunicação via satélite ou celular, transmissão de sinais de rádio e TV, nas telecomunicações; aparelhos de ultrassom e a radioterapia na medicina; entre outras.

Ou ainda explicam uma série de fenômenos da natureza, por exemplo:

Como pode um cantor lírico quebrar uma taça de cristal ao gritar próximo a ela? Por que o som emitido pela sirene de uma ambulância parece mais agudo quando ela se aproxima de nós?

Classificação de ondas:

I - Quanto à natureza:

1. Mecânicas: são ondas que se propagam em meios materiais: o som da voz de uma pessoa, que é uma onda que se propaga no ar; as ondas do mar que se propagam na superfície da água, entre outras.
2. Eletromagnéticas: são ondas que não precisam de um meio material, com isso podem se propagar no vácuo. Exemplos: a luz visível, as ondas de rádio, os raios ultravioleta, entre outras. Nesse caso o que faz a onda ir de um lado para o outro é a relação entre o campo elétrico e o campo magnético. Ao se variar o campo elétrico produz-se um campo magnético e vice versa e, assim as ondas eletromagnéticas se propagam mesmo no vácuo.  

Após a passagem do pulso, a corda retorna a sua posição original, isso significa que a corda (matéria), não é transportada junto com a onda e serve somente de suporte para que esta se propague de um lado para o outro.

Propriedades das ondas:

1. Frequência: mede a rapidez com que a onda completa suas oscilações, então é a razão entre o número de oscilações e o tempo que leva para completá-las, matematicamente temos  , se o tempo for medido em segundos, temos a frequência em Hertz (Hz) que é unidade do sistema internacional de medidas. Por exemplo, dizer que certa onda possui frequência de 10 Hz significa que esta onda completa dez oscilações a cada segundo.

Para saber mais:

No caso das ondas sonoras a frequência é que caracteriza um som como agudo (frequência alta) ou grave (frequência baixa). No caso da luz visível, a frequência determina a cor: frequência alta está próxima do azul e do violeta, já as de frequência baixa estão próximas do vermelho.

1.  Período: Todo movimento que se repete, possui um período: tempo medido para que uma oscilação se complete. Por exemplo, o período de rotação da Terra é de um dia, e o período de translação é de 365 dias.

Relação entre Período e Frequência. 

O período (T) é o inverso da frequência (f), matematicamente, podemos escrever:

T = 1/f ou f = 1/T

2. Comprimento de onda: o comprimento de uma onda é a distância que ela percorre ao completar uma oscilação, quanto maior é a frequência menor é o comprimento de onda, tendo em vista que a distância percorrida é menor. Veja essa relação na figura acima.

3. Amplitude: é a “altura” máxima atingida por uma oscilação. É a medida da distância entre a posição de equilíbrio e a crista ou o vale de uma onda.

Usando as propriedades anteriores podemos chegar em uma equação, MUITO utilizada na prova do ENEM, que serve para calcular a velocidade(v) de propagação de uma onda.

v = λ f

onde  λ Lambda : comprimento de onda

Agora vamos analisar alguns fenômenos ondulatórios, importantes na interpretação de algumas situações propostas pelo ENEM:

Fenômenos Ondulatórios:

1. Reflexão: Acontece quando a onda retorna após encontrar um obstáculo. A reflexão de uma onda sonora, por exemplo, pode causar o que chamamos de eco. A reflexão da radiação solar pela atmosfera pode causar o efeito estufa.

2. Refração: Quando a onda muda o meio em que se propaga, alterando sua velocidade e seu comprimento, mas mantem a mesma frequência. Quando observamos um arco-íris vemos um dos efeitos da refração, que acontece quando a luz do Sol passa do ar para a água (das gotas de chuva) e depois retorna para o ar.

3. Difração: Acontece quando a onda contorna um obstáculo que tem as dimensões do seu comprimento e ao fazer isso ela se espalha. Um exemplo da difração é quando ouvimos a voz de alguém que está do outro lado de um muro, porque a onda sonora tem um comprimento de onda grande e consegue ultrapassar obstáculos.

4. Interferência: Acontece quando duas ondas ao se encontrarem interagem entre si. 
1. Construtiva: quando duas ondas se encontram com seus respectivos máximos (cristas) ou com seus respectivos mínimos (vales) resulta em uma onda com amplitude maior;
   
   
2.  Destrutiva: se um máximo de uma onda encontra com um mínimo da outra, as ondas se anulam ou geram uma onda com uma amplitude menor.
5. Ressonância: Um sistema oscilatório possui uma frequência de oscilação natural. Por exemplo, a ponte Rio-Niterói oscila com uma determinada freqüência devido a sua arquitetura. Quando um agente externo, como o vento age sobre a ponte,a sincronia com a sua frequência natural faz aumentar a amplitude das oscilações, dizemos, com isso, que o sistema entrou em ressonância. 
6. Efeito Doppler: Quando a fonte da onda se move em relação ao receptor este a percebe com uma frequência diferente daquela emitida. No dia a dia percebemos o efeito Doppler acontecer com sons de sirene em ambulâncias ou carros de polícia. Enquanto a sirene se aproxima o som vai ficando cada vez mais agudo, significa que a frequência está aumentando, quando a sirene passa a se afastar o som vai ficando mais grave, portanto a frequência está diminuindo.  

Alguns flagras de videocassetadas relacionadas ao Torque. 

Força de Atrito

Mais um da série, videocassetadas no ensino de Física. Dessa vez o tema é força de atrito. A ideia é mostrar o quanto é importante a ação desta força em nosso dia a dia e ilustrar situações em que a falta de atrito pode ser muito perigosa e engraçada também. Vejam. Comentem. Abrááços.