Ondas Mecânicas

Por Ricardo Normando Ferreira de Paula
Antes de tratar exatamente do que seja uma onda mecânica, é preciso relembrar o que é uma onda.

Não é incomum, em alguns programas de televisão, pessoas ordenando fileiras de dominó para, em determinado momento, a partir da queda de um deles, todos os outros caem em sequência, ou seja, ao derrubar o primeiro, podemos dizer que foi causada uma perturbação somente no primeiro dominó.  No entanto, é lógico que todos os outros irão cair em seguida.  A este efeito chamamos de "efeito dominó".  Pode-se perceber neste caso o que é uma perturbação se propagando de um lugar para o outro. O efeito causado no primeiro dominó chegou ao último sem que nenhum dos dois tenha saído do lugar. O que foi transportado do primeiro ao último dominó, chamamos de energia.

Esse efeito acontece não somente com dominós.  As ondas estão presentes em todo o nosso cotidiano. Desde o acordar até o deitar, as ondas estão presentes em nossas vidas.

No caso das ondas mecânicas, elas se comportam exatamente como os dominós. Uma perturbação em determinado meio material é causada  por alguém ou por alguma fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para o outro na forma de pulsos.  Por exemplo:

  • O efeito causado por uma pedra que é jogada nas águas calmas de um lago;
  • Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até encontrar algum continente, causando ondas gigantes conhecidas como Tsunamis.  Estas ondas causam muita destruição quando chegam às praias;
  • Um alto falante causa uma perturbação nas moléculas de ar, e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo;
  • O movimento de placas tectônicas que se propagam pela superfície terrestre causando os terremotos.

O vácuo não permite a propagação de ondas mecânicas, uma vez que se entende o vácuo como ausência de ar e de matéria (pelo menos nos padrões conhecidos até os dia de hoje).

O som é um dos principais representantes deste grupo de ondas. Pode assim ser considerado por que interfere diretamente na vida de todos os seres humanos e na grande maioria dos animais. Como uma onda mecânica não se propaga no vácuo, alguns filmes como Jornada nas Estrelas e Star Wars estão incorretos quando “mostram” explosões estrondosas acontecendo no vácuo. O filme 2001, uma Odisséia no espaço aborda o mesmo fenômeno por um padrão mais correto.

Neste caso, as ondas se transmitem paralelamente à direção de propagação da própria onda. As ondas de som são chamadas também de ondas de compressão ou ondas de pressão.

Para conhecer um pouco mais acerca das ondas mecânicas, visite o site http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/simulacoes/ondas_mecanicas.

hertzLá serão encontradas várias simulações de fenômenos onde estas ondas estão envolvidas.

O ser humano normal consegue perceber sons compreendidos entre 20Hz (lê-se vinte Hertz) e 20KHz (lê-se vinte quilo Hertz). O Hertz é a unidade de medida de freqüência sonoro e o nome é dado em homenagem ao Físico Heinrich Rudolf Hertz (1857 - 1894).

As faixas de frequências percebidas por alguns animais podem ser conferidas na tabela abaixo:

Animal Mínimo (Hz) Máximo (Hz)
Elefante 20 10000
Pássaro 100 15000
Gato 30 45000
Cão 20 30000
Chimpanzé 100 30000
Baleia 40 80000
Aranha 20 45000
Morcego 20 160000
Fonte: http://telecom.inescn.pt/research/audio/cienciaviva/Face_aaudicao.html

Nos instrumentos musicais, no diagnóstico por imagem, na ecolocalização dos golfinhos e morcegos e em muitos outros ramos do conhecimento humano, podemos perceber a importância do estudo e da tecnologia aplicada das ondas mecânicas.

Fontes:
OKUNO, E.; CALDAS, I. L.; SHOW, C.; Física para ciências biológicas e biomédicas. São Paulo. Harper & Row do Brasil. 1982.

RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; KRANE, K. S. Física 2. Rio de Janeiro. LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 1996