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16.0: Prelúdio de ondas e movimentos oscilatórios

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    O que uma bóia oceânica, uma criança em um balanço, o cone dentro de um alto-falante, uma guitarra, átomos em um cristal, o movimento das cavidades torácicas e o bater dos corações têm em comum? Todos eles oscilam, ou seja, eles se movem para frente e para trás entre dois pontos. Muitos sistemas oscilam e têm certas características em comum. Todas as oscilações envolvem força e energia. Você empurra uma criança em um balanço para iniciar o movimento. A energia dos átomos que vibram em um cristal pode ser aumentada com o calor. Você coloca energia em uma corda de guitarra quando a puxa.

    Na figura, um casal e seu filho estão sentados ao lado de uma praia à noite, ao redor de uma lareira acesa a lenha. O homem está tocando violão.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Há pelo menos quatro tipos de ondas nesta imagem — somente as ondas da água são evidentes. Também há ondas sonoras, ondas de luz e ondas nas cordas da guitarra. (crédito: John Norton)

    Algumas oscilações criam ondas. Uma guitarra cria ondas sonoras. Você pode fazer ondas de água em uma piscina batendo na água com a mão. Sem dúvida, você pode pensar em outros tipos de ondas. Algumas, como as ondas da água, são visíveis. Algumas, como as ondas sonoras, não são. Mas cada onda é uma perturbação que se move de sua fonte e carrega energia. Outros exemplos de ondas incluem terremotos e luz visível. Até partículas subatômicas, como elétrons, podem se comportar como ondas.

    Ao estudar o movimento oscilatório e as ondas, descobriremos que um pequeno número de princípios subjacentes descreve todos eles e que os fenômenos ondulatórios são mais comuns do que você jamais imaginou. Começamos estudando o tipo de força subjacente às oscilações e ondas mais simples. Em seguida, expandiremos nossa exploração do movimento oscilatório e das ondas para incluir conceitos como movimento harmônico simples, movimento circular uniforme e movimento harmônico amortecido. Finalmente, exploraremos o que acontece quando duas ou mais ondas compartilham o mesmo espaço, nos fenômenos conhecidos como superposição e interferência.

    Glossário

    oscilar
    movendo-se para frente e para trás regularmente entre dois pontos
    onda
    uma perturbação que se move de sua fonte e carrega energia