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Ondas – Classificação quanto a direção de vibração das partículas do meio.

 

07/07/2010

Autor e Coautor(es)
José Marcelo Gomes
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VICOSA - MG COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI

Edson Luis Nunes, Daniel Rodrigues Ventura, Isnard Domingos Ferraz, José Ângelo de Faria.

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Som, imagem e informação
Educação de Jovens e Adultos - 1º ciclo Estudo da Sociedade e da Natureza Seres humanos e o meio ambiente
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Conhecer a classificação das ondas em relação às perturbações que causam nas partículas do meio em que se propagam e saber diferenciá-las em função dessa perturbação.

--Saber distinguir fenômenos ondulatórios que necessitam de um meio físico para acontecer daqueles que não precisam;

--Conhecer os fenômenos ondulatórios mais comuns;

--Saber diferenciar esses fenômenos um dos outros.

Duração das atividades
Uma aula de 50 minutos.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

Conceitos de energia, matéria e classificação de ondas quanto às suas características físicas.

Estratégias e recursos da aula

Inicie a aula afirmando aos alunos que as ondas podem ser classificadas de duas maneiras diferentes. Quanto às suas características físicas e quanto a direção de vibração das partículas do meio por onde a onda se propaga.

Atividade 1:

Pergunte então a eles se alguém se lembra da classificação quanto às características físicas e se pode fazer uma breve explanação sobre o assunto. Como se trata provavelmente da aula anterior, algum aluno se lembrará e fará uma correta explicação sobre o assunto. Parabenize o aluno que der a melhor definição e a anote no quadro. Peça agora para darem o maior número de exemplos de fenômenos ondulatórios que eles conhecem. O professor deve anotar no quadro todos os exemplos pois desta vez eles vão distingui-las, ao final da aula, em relação  às perturbações que causam nas partículas do meio em que se propagam. Após esta atividade inicie a parte teórica da aula.

Diga então que nesta aula aprenderemos agora a classificação de ondas no que diz respeito à direção de vibração das partículas do meio por onde ela se propaga.

Lembre-os que as ondas, em geral, possuem a característica de transportar energia sem transportar matéria. Dessa maneira, quando estão se propagando elas provocam perturbações nas partículas do meio por onde passam. A energia contida na onda provoca a perturbação, mas, como não ocorre transporte de matéria a partícula volta exatamente à mesma posição em que se encontrava antes da passagem da onda. Porém, é de observação experimental que essas perturbações podem se dar de três maneiras diferentes, como veremos a seguir.

A classificação das ondas quanto direção de vibração das partículas do meio onde se propaga subdivide as ondas em três grupos: o das “ondas longitudinais”, “ondas transversais” e “ondas mistas”.

Para facilitar a explicação, a partir de agora, diga aos alunos que assumiremos sempre uma onda que se propaga da esquerda para a direita, seja lá qual for o meio.

As ondas longitudinais são aquelas que produzem perturbações nas partículas do meio na mesma direção de propagação da onda. São exemplos desses tipos de ondas aquelas que se propagam em molas, e os sons quando se propagam em meios fluidos como o ar atmosférico. Mostre então a Figura 1 e diga que ela representa dois esquemas: o primeiro, representado pelas setas, é o da direção de propagação da onda em relação à direção de vibração das partículas do meio (mola), seguido do esquema que exemplifica esse tipo de onda, neste caso uma longitudinal. O vídeo que se encontra em http://www.youtube.com/watch?v=pDkd-vO1x9k, ilustra o fenômeno na prática. 

(Figura 1 - Onda longitudinal - Figura de autoria pessoal)

As ondas transversais são aquelas que produzem perturbações nas partículas do meio numa direção perpendicular a direção de propagação da onda. São exemplos desses tipos de ondas as eletromagnéticas (quando se propagando em meios materiais), e aquelas que se propagam em cordas. Mostre agora a Figura 2 e diga que ela  representa outros dois esquemas: o primeiro, representado pelas setas, é o da direção de propagação da onda em relação à direção de vibração das partículas do meio (corda), seguido do esquema que exemplifica esse tipo de onda, neste caso uma transversal. O vídeo que se encontra em http://www.youtube.com/watch?v=g49mahYeNgc, ilustra o fenômeno na prática. 

(Figura 2 - Onda transversal - Figura de autoria pessoal)

As ondas mistas são aquelas que produzem perturbações nas partículas do meio tanto na mesma direção de propagação quanto numa direção perpendicular a direção de propagação da onda. São exemplos de ondas mistas os sons (quando se propagando em meios sólidos), e aquelas que se propagam na superfície de líquidos, como ondas no mar e ondas em lagos. Apresente neste momento a Figura 3 e diga que ela  representa dois esquemas novamente: o primeiro é o da direção de propagação da onda em relação às direções de vibração das partículas do meio, seguido do esquema que exemplifica esse tipo de onda, neste caso uma onda mista.

(Figura 3 - Onda mista - Figura de autoria pessoal)

Apenas para efeito de conhecimento e curiosidade diga aos alunos que os raios γ e X são ondas eletromagnéticas. Já os raios cósmicos, β e α não são ondas, são partículas. Por exemplo, a aurora boreal é provocada pelos raios cósmicos (que são partículas e não ondas).

Encerre a aula dizendo que para sabermos diferenciar um tipo de perturbação ondulatória de outra é preciso saber classificá-las quanto ás suas características físicas, que é o que foi estudado em aulas anteriores, e também saber classificá-las quanto a direção de vibração das partículas do meio onde se propagam, que é o que foi estudado nesta aula. Portanto, agora conhecemos e também sabemos distinguir um fenômeno ondulatório de outro.

Atividade 2:

Esta é um atividade individual. Peça agora para preencherem a tabela seguinte marcando um “x” dentro do quadrado que indica uma classificação correta para fenômeno ondulatório citado. O professor deve supervisionar a atividade tirando dúvidas e dando explicações de novo sempre que necessário.

(Tabela 1 - Treinamento de aprendizagem - Tabela de autoria pessoal)

Esta tabela representa o conjunto mínimo de fenômenos que eles devem conhecer e saber a classificação.

Atividade 3:

Agora que possuem conhecimento mais profundo sobre o assunto eles devem se voltar para o quadro e os exemplos que eles mesmos deram no início da aula. Sugira agora que formem grupos de 3 pessoas e montem uma tabela com o mesmo cabeçalho da tabela da Atividade 2, mas contendo apenas os fenômenos ondulatórios que não constam nela. Eles devem criticar cada um dos itens e dizer se são ou não fenômenos ondulatórios e porque. Se for, o item deve entrar na tabela e ser devidamente classificado. Os que não forem o professor deve justificar porque não são (caso o grupo não consiga chegar à reposta sozinho).

Para encerrar, peça aos alunos que façam uma pesquisa, usando a internet, sobre vídeos que mostram propagações ondulatórias, mesmo que sejam simulações, anotando os links, para que na próxima aula, sugira aos colegas que assistam.

Peça também para que pesquisem outras informações que julgarem interessantes sobre ondas e tragam na próxima aula para compartilharem com os colegas.

Recursos Complementares

Aprenda mais sobre de ondas no que diz respeito a direção de vibração das partículas do meio:

Uol Educação: http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u17.jhtm 

Info Escola: http://www.infoescola.com/fisica/ondulatoria-ondas/  

Brasil Escola: http://www.brasilescola.com/fisica/ondas.htm  

Colegio Web: http://www.colegioweb.com.br/fisica/o-que-sao-ondas  

Wikipedia: http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda  

Cola da Web: http://www.coladaweb.com/fisica/ondas/ondas  

Unime: http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/ondas.htm 

NEWTON, V.B; HELOU, R.D.; GUALTER, J.B. Tópicos de Física 2 – Termologia, Ondulatória e Óptica. São Paulo: Editora Saraiva, Vol. 2, 448p., 18a Ed., 2007.

Avaliação

Elabore questões que abordem a classificação de ondas citando-as e pedindo ao aluno que dê a classificação no que diz respeito às suas características físicas e a classificação no que diz respeito à direção de vibração das partículas do meio onde a onda se propaga (tal qual foi feito na tabela acima).

A atividade extra-classe, passada aos alunos no final da aula, pode ser usada como instrumento de avaliação.

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