A amplitude de uma onda é uma propriedade crítica. Então, se você quiser saber, “A amplitude da onda muda?” Quando, por que e como essas coisas vão acontecer? Então vá em frente e leia.
A energia transportada por uma onda eletromagnética, uma onda acústica ou qualquer outra onda é diretamente proporcional ao quadrado da amplitude dessa onda. Assim, sempre que houver uma mudança na energia da onda, seu efeito impactará a amplitude da onda.
Antes de nos aprofundarmos em nossas perguntas, a amplitude da onda muda, como, quando e por quê? Vamos primeiro obter breves informações sobre a onda e sua amplitude.
Onda: Na física, uma onda é considerada um fenômeno de transporte de energia que transmite energia junto com um meio sem transportar qualquer matéria. Como resultado, pensamos nisso como uma perturbação média que transporta energia, mas não massa. Existem basicamente dois tipos de ondas, que estão listados abaixo:
- 1. Longitudinais: Parecer ondas
- 2. Transversais: Ondas eletromagnéticas ou ondas de luz
Amplitude: A distância total entre a posição de repouso de uma onda e o deslocamento máximo que ela pode abranger é chamada de amplitude.
Comprimento de onda: O tamanho ou comprimento de uma única onda é conhecido como seu comprimento de onda. É calculado como a distância ou intervalo entre dois picos consecutivos.
Frequência: A frequência de uma onda nos diz quantas ondas passam por um determinado ponto em um determinado período de tempo.
Se você está considerando ondas sonoras, sua amplitude determina o quão alto o som é. Uma amplitude maior de uma onda sonora significa que sua intensidade é maior, e uma amplitude menor significa uma intensidade menor.
Quando estudamos uma onda de luz, a amplitude da onda nada mais é do que o brilho ou intensidade da onda em comparação com outras ondas de luz do mesmo comprimento de onda. A luz com maior amplitude tem maior intensidade ou brilho, enquanto a luz com menor amplitude tem menor intensidade ou brilho.
Agora a questão é, a amplitude da onda muda? Vamos ver como as coisas se desenrolam.
A amplitude da onda muda?
⇒ A amplitude da onda é uma característica crucial.
A amplitude de uma onda não é uma característica constante. Como resultado, está sujeito a alterações devido a fatores situacionais.
Quando a amplitude da onda muda?
⇒ Sabemos que a energia da onda é sempre conservada, o que significa que não pode ser destruída ou gerada.
A frequência e amplitude de qualquer onda são propriedades independentes. No entanto, a mudança de frequência leva a uma mudança na energia. Assim, a amplitude de cada onda, seja longitudinal ou transversal, muda com a energia para conservar a energia total.
Por que a amplitude da onda muda?
⇒ A amplitude de uma onda pode variar com a mudança de energia da onda.
A energia da onda e a amplitude da onda estão intimamente relacionadas entre si. A relação entre a energia da onda e a amplitude da onda é dada como abaixo:
E ∝ UMA2
Onde a letra E denota a energia da onda e a letra A denota a amplitude da onda.
Podemos ver que a energia da onda é diretamente proporcional ao quadrado da amplitude da onda. Assim, se houver uma pequena mudança na energia, isso resulta em uma mudança ao quadrado na amplitude.
Podemos deduzir das relações de energia e amplitude das ondas que, se a energia de uma onda for grande, sua amplitude será alta. A amplitude de uma onda de baixa energia será semelhante à de uma onda de baixa energia. Ambos os cenários estão representados no diagrama abaixo.
Assim, podemos dizer que qualquer mudança na energia da onda leva a uma mudança na amplitude da onda.
Como varia a amplitude da onda?
⇒ Uma mudança na energia é a causa mais provável da variação de amplitude, mas também pode ser uma mudança na velocidade da onda. A energia da onda pode subir ou descer.
Se você tiver um driver de onda, poderá usá-lo para aumentar a energia e, portanto, a amplitude. No entanto, quando uma onda viaja através de um meio, parte da energia é diluída, resultando em uma redução na amplitude. Às vezes, não é a energia, mas a mudança na velocidade da onda que também resulta em uma mudança na amplitude da onda, como visto nas ondas do mar.
Vejamos alguns exemplos da vida real para ver do que estamos falando.
Já discutimos em detalhes que a amplitude da onda depende da energia transportada por essa onda. Agora sabemos que todo meio tem atrito. Não existe um meio sem atrito ou um meio ideal. Como resultado, à medida que uma onda se move através de um meio, ela experimenta atrito. A energia da onda se diluirá à medida que se espalhar no meio, superando o atrito do meio. A perda de energia resultará na atenuação ou redução da amplitude dessa onda.
Agora também se pode aumentar a quantidade de energia usando o driver da onda. Aqui, “driver de onda” significa simplesmente o trabalho consistente feito nessa onda. Considere o caso de uma mola helicoidal que está inicialmente em repouso. À medida que você o estica na direção horizontal, uma onda ou pulso transversal é produzido. Em outras palavras, à medida que você aplica força à mola, ela se desvia de sua posição de repouso na proporção da força aplicada.
Para alcançar uma maior amplitude ou deslocamento máximo, mais energia deve ser aplicada ou mais trabalho deve ser realizado. Finalmente, a energia que um pulso ou onda transversal transporta através do meio está relacionada à sua amplitude. O comprimento de onda, a frequência e a velocidade de um pulso ou onda transversal não são afetados pela aplicação de muita energia nele. A quantidade de energia aplicada a um pulso ou onda só mudará a amplitude desse pulso ou onda.
Onda do mar:
A mudança na amplitude das ondas oceânicas é causada pela diminuição da velocidade da onda. A desaceleração da onda permite que a energia seja convertida em ondas de maior amplitude, uma vez que a frequência e o nível de energia transportado pela onda não podem mudar. Ao observar as ondas do mar se aproximando de águas mais rasas, esse efeito é muito perceptível. À medida que a velocidade de propagação diminui, as cristas das ondas ficam amontoadas. As alturas de onda ou a amplitude aumentam como resultado da aglomeração até a quebra da onda.
Perguntas Mais Frequentes (FAQ):
Q: A amplitude muda com o tempo?
Resp.: O ideal é que a amplitude da onda não se altere com o tempo. No entanto, como vivemos no mundo real, as coisas estão mudando.
Não existe um sistema sem atrito no mundo real. Como resultado, à medida que a onda perde energia, a amplitude da onda diminui ao longo do tempo. Quando estudamos um simples movimento harmônico, podemos ver que a amplitude da onda harmônica simples diminui exponencialmente ao longo do tempo.
O gráfico a seguir representa o amortecimento da onda ao longo do tempo:
P.: A amplitude da onda muda quando a onda muda o meio de propagação?
Resp.: Quando a onda se propaga de um meio para outro, uma parte da onda passa pelo meio e a parte restante reflete de volta.
A porção da onda que passa pelo meio significa a porção da energia da onda que foi perdida no meio. As ondas refletidas são consideradas a energia restante. Como a mudança de mídia causa uma diminuição de energia, ela nos leva diretamente à mudança (mais precisamente, redução) de amplitude.
P.: O que acontece quando a amplitude da onda é dobrada?
Resp.: A amplitude de uma onda tem uma relação direta com a energia, que é dada abaixo:
E ∝ UMA2
Quando a amplitude de uma onda é dobrada, a energia da onda aumenta quatro vezes. Como resultado, dobrar a amplitude da onda significa quadruplicar a energia transferida pela onda.
Da mesma forma, se a amplitude de uma onda é triplicada, isso implica um aumento de nove vezes no fornecimento de energia fornecida pela onda.
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Esperamos ter fornecido as respostas adequadas às suas dúvidas. A amplitude da onda muda? Quando a amplitude da onda muda? Por que a amplitude da onda muda? Como varia a amplitude da onda? Visite nosso site para ler mais artigos relacionados à ciência.
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Eu sou Alpa Rajai, concluí meu mestrado em ciências com especialização em Física. Estou muito entusiasmado em escrever sobre minha compreensão da ciência avançada. Garanto que minhas palavras e métodos ajudarão os leitores a entender suas dúvidas e esclarecer o que procuram. Além da Física, sou uma dançarina Kathak treinada e às vezes também escrevo meus sentimentos em forma de poesia. Continuo me atualizando em Física e tudo o que entendo simplifico e vou direto ao ponto para que seja entregue com clareza aos leitores.
