O que são áreas de compressão e rarefação em ondas?

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Autor: Monica Porter
Data De Criação: 17 Marchar 2021
Data De Atualização: 16 Poderia 2024
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O que são áreas de compressão e rarefação em ondas? - Ciência
O que são áreas de compressão e rarefação em ondas? - Ciência

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As ondas podem assumir duas formas básicas: movimento transversal, para cima e para baixo, e compressão longitudinal ou material. As ondas transversais são como as ondas do oceano ou as vibrações de um fio de piano: você pode ver facilmente seus movimentos. As ondas de compressão, por comparação, são camadas alternadas invisíveis de moléculas comprimidas e rarefeitas. Ondas de som e choque viajam dessa maneira.

Ondas mecânicas

As ondas de compressão podem viajar apenas através de algum tipo de material, como ar, água ou aço. Um vácuo não pode transportar ondas de compressão, pois não possui substância para conduzir a energia. Sua dependência de um meio significa que são ondas mecânicas, e o meio determina sua velocidade de movimento. A velocidade do som no ar, por exemplo, é de 346 metros por segundo. Um material denso como o aço conduz o som a 6.100 metros por segundo.

Ondas de compressão

Se você pudesse ver uma onda de compressão se movendo pelo ar, veria uma área de moléculas comprimida na direção em que a onda estava viajando. As moléculas tornam-se cada vez mais rarefeitas após o ponto máximo de compressão, até que você veja uma área de menor pressão com o menor número de moléculas de ar. O ar torna-se progressivamente mais denso após esse ponto, até atingir novamente a compressão máxima. A distância entre os pontos máximos de compressão ou rarefação é de um comprimento de onda. À medida que a frequência de uma onda aumenta, seu comprimento de onda se torna menor.

Interferência

Duas ou mais ondas, cruzando o mesmo ponto em um meio, interferem entre si. Você pode ver isso se você deixar cair duas pedras em uma lagoa parada; ondulações se espalham e se sobrepõem. O mesmo acontece com as ondas de compressão. Se um ponto de compressão encontrar um ponto rarefeito, os dois se cancelam. Se dois pontos de compressão se encontram, eles se reforçam, criando um ponto com o dobro da pressão.

Ondas de choque

Um jato que se move pelo ar mais rápido que a velocidade do som produz uma explosão sônica. À medida que o jato avança, as moléculas de ar se acumulam na frente dele, como neve na frente do arado. As camadas de ar compactadas e rarefeitas não saem diretamente de uma fonte, como você obtém com o som. A onda de choque forma um padrão em forma de cone com a ponta logo à frente do avião, e as ondas de compressão se movendo atrás dele em círculos cada vez maiores.