Ocorreu um erro neste gadget

segunda-feira, junho 07, 2010

Transferência de energia por ondas ondas tranversais

Em muitos livros textos o processo de transferência de energia em ondas não é bem descrito. Muitas vezes se assume a ideia de osciladores harmonicos desacoplados ese fala que nos pontos de amplitude máxima temos energia potencia máxima. Isto está errado! A energia potencial máxima ocorre nos pontos de equilíbrio, veja a seguir.

Do portal São Francisco:

A energia total de um oscilador harmônico não amortecido é constante, de modo que a energia potencial diminui enquanto que a energia cinética aumenta e vice-versa. Numa onda progressiva as coisas acontecem de modo diverso. A propagação de uma onda progressiva está associada à transmissão de energia de um ponto oscilante do meio a outro e essa transmissão acontece porque os pontos que estão passando pela posição de equilíbrio têm tanto energia potencial quanto energia cinética máximas. Vamos discutir isso tomando como exemplo o caso de uma onda que se propaga em uma corda.

Ondas Mecânicas Harmônicas

A linha tracejada representa a posição dos pontos da corda em repouso e, também, as respectivas posições de equilíbrio. Os pontos mostrados indicam convencionalmente as posições relativas das partículas da corda quando passa a onda. Os pontos A e E estão momentaneamente parados e em sua vizinhança a corda não está deformada, isto é, os pontos da corda na vizinhança guardam as mesmas posições relativas que tinham antes de aparecer a onda. Para esses pontos, a energia cinética e a energia potencial associada à deformação elástica da corda são, ambas, nulas. Por outro lado, os pontos C e F, que estão passando pela posição de equilíbrio, têm velocidades máximas (indicadas pelas flechas) e em sua vizinhança a deformação (alongamento ou cisalhamento) é máxima. Para esses pontos, a energia cinética e a energia potencial são, ambas, máximas. Mas, como os pontos C e F se movem, no instante seguinte são os pontos a sua direita que ocuparão posições sobre a linha tracejada, pontos esses que terão recebido energia para ter, agora, energias cinética e potencial máximas. O processo se repete com esses novos pontos e assim por diante. Portanto, a transmissão de energia na onda progressiva acontece com a mesma velocidade com que se propaga a fase das oscilações dos pontos do meio.

Nenhum comentário: