Ondas Sismicas parte 1.

Uma onda sísmica é uma onda que se propaga através da Terra, geralmente como sismólogos, e medidas por sismógrafos consequência de um sismo, ou devido a uma explosão. Estas ondas são estudadas pelos, sismómetros ou geofones. Nos estudos sísmicos de jazidas de petróleo também podem ser utilizados hidrofones.


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Ondas de corpo ou volume

As ondas de corpo ou volume propagam-se através do interior da Terra. Apresentam percursos radiais deformados devido às variações de densidade e composição do interior da Terra. Trata-se de um efeito semelhante à refracção de ondas de luz. As ondas de corpo são as responsáveis pelos primeiros tremores sentidos durante um sismo bem como por muita da vibração produzida posteriormente durante o mesmo. Existem dois tipos de ondas de corpo: primárias (ondas P) e secundárias (ondas S).

As ondas P ou primárias são as primeiras a chegar, pois têm uma velocidade de propagação maior. São ondas longitudinais que fazem a rocha vibrar paralelamente à direcção da onda, tal como um elástico em contracção. Verifica-se alternadamente uma compressão seguida de uma distensão com amplitudes e períodos baixos, impondo aos corpos sólidos elásticos alterações de volume (contudo não há alterações na forma). No ar, estas ondas de pressão tomam a forma de ondas sonoras e propagam-se à velocidade do som. A velocidade de propagação deste tipo de ondas varia com o meio em que se propagam, sendo típicos valores de 330 m/s no ar, 1450 m/s na água e 5000 m/s no granito. Não são tão destrutivas como as ondas S ou as ondas de superfície que se lhes seguem. A velocidade de propagação destas ondas é, em geral, ligeiramente inferior ao dobro daquela das ondas S.

As ondas S ou secundárias são ondas tranversais ou de cisalhamento, o que significa que o solo é deslocado perpendicularmente à direcção de propagação como num chicote. No caso de ondas S polarizadas horizontalmente, o solo move-se alternadamente para um e outro lado. São mais lentas que as P, com velocidades de propagação ente 2000 e 5000 m/s, sendo as segundas a chegar. Estas provocam alterações morfológicas, contudo não há alteração de volume. As ondas S propagam-se apenas em corpos sólidos, uma vez que os fluidos (gases e líquidos) não suportam forças de cisalhamento. A sua velocidade de propagação é cerca de 60% daquela das ondas P, para um dado material. A amplitude destas ondas é várias vezes maior que a das ondas P.

Tsunamis

 Os tsunami possuem comprimento de onda característico em alto-mar entre 100 km e 500 km e por isto são ondas gigantes. As ondas marítimas “convencionais”, produzidas por ventos, têm comprimento de onda da ordem de algumas centenas de metros, no máximo. Os tsunami podem ser produzidos quando há um movimento abrupto do fundo do mar, deslocando verticalmente toda a coluna de água. Em alto-mar, um tsunami viaja com velocidade que pode chegar a cerca de 700 km/h mas possui pequena amplitude (da ordem de metro). Ao se aproximar da costa, a sua velocidade se reduz concomitantemente com a diminuição da espessura da lâmina de água do oceano (a figura representa esquematicamente este efeito).

A amplitude do tsunami então aumenta, podendo em mar raso se tornar uma onda gigante em amplitude, atingindo às vezes dezenas de metros

Ondas marítimas

As ondas mecânicas transportam energia mecânica, isto é, energia cinética e energia potencial. As ondas marítimas são conhecidas tecnicamente por “ondas de gravidade”, pois contrariamente às ondas elásticas que transportam energia potencial elástica, propagam energia potencial gravitacional. 

Um fato importante sobre as ondas de gravidade em geral é que elas sempre possuem duas componentes oscilatórias, uma na direção de propagação da onda e outra na direção do campo gravitacional. Ou seja, um pequeno objeto que flutue na região de propagação de ondas marítimas não apenas oscilará na direção vertical mas também oscilará na horizontal, caracterizando que essas ondas são mistas (simultaneamente transversais e longitudinais). A amplitude da oscilação vertical nunca excede a amplitude da oscilação horizontal, podendo aquela ser muito menor do que esta!

 Simulação de ondas em um tanque

Ondas Sonoras - Parte 2

Vamos falar de algumas propriedades das ondas sonoras: a difração, a ressonância e o batimento

Provavelmente todos nós já escutamos a música, TV ou até mesmo o latido de um cachorro na casa ou apartamento de um vizinho, esses são exemplos clássicos de difração das ondas sonoras.

A difração acontece quando as ondas passam por um orifício ou contornam um objeto cuja dimensão é da mesma ordem de grandeza que o seu comprimento de onda.

A difração acontece facilmente nas ondas sonoras, pois são ondas com comprimento de onda grande (variam de 2 cm a 20m). Conseguimos ouvir alguém falar mesmo que não possamos ver a pessoa, pois as ondas sonoras contornam as superfícies.

Você ja sentiu a parede ou chão tremer por causa de um som?

Ainda bem que para muitos cassos ocorre defasagem da frequencia natural da parede. Pois quando um corpo começa a vibrar por influência de outro, na mesma freqüência deste, ocorre um fenômeno chamado ressonância. E um sistema tende a oscilar o maximo possível em determinadas freqüências chamadas de “frequências ressonantes” ou “frequência natural”.

E por ultimo vamos falar do batimento que é o fenômeno que acontece quando existe uma superposição entre duas fontes emissoras de ondas que produzam ondas que possuam a mesma direção, amplitude e freqüências próximas. Pelo fato das freqüências diferirem uma da outra, haverá momentos de interferência construtiva, onde a amplitude resultante será grande e momentos de interferência destrutiva, acarretando numa amplitude pequena.

E como exemplo de alguns desses efeitos temos o video a seguir:

Ondas Sonoras - Parte 1

Ola, aqui eu vou falar com vocês sobre uma das formas de comunicação mais eficientes no nosso dia-a-dia, o som, e ele se comporta como uma onda mecânica.

Antes de continuar vamos falar um pouco sobre ondas.

As ondas são capazes de transportar energia sem transportar matéria. Em outras palavras, as ondas transportam energia sem carregar os objetos por onde passam.

Um bom exemplo disso é que ao escutarmos um som nós não somos empurrados na direção de propagação da onda. Simplesmente escutamos a energia sonora em nossos ouvidos.

As ondas sonoras são produzidas por deformações provocadas pela diferença de pressão em um meio elástico qualquer (ar, metais, isolantes, etc), precisando deste meio para se propagar. Desta forma, percebemos que o som é uma onda mecânica, não se propagando no vácuo. A maioria dos sons acaba sendo obtido através de objetos que estão vibrando, como é o caso do alto-falante. Quando o diafragma contido no alto-falante se movimenta para fora da caixa acústica ele cria uma região de alta pressão, pois comprime o ar que está nas proximidades. Da mesma forma, ocorre uma rarefação quando o diafragma se move para dentro da caixa.

Quando as variações de pressão chegam aos nossos ouvidos, os tímpanos são induzidos a vibrar e nos causam a sensação fisiológica do som.

Um ouvido normal consegue ouvir uma faixa de freqüências que varia aproximadamente entre 20 e 20000 Hz, sendo que as ondas que apresentam frequências inferiores a 20 Hz são denominadas infra-sônicas ao passo que os sons superiores a 20000 Hz são chamadas de ultra-sônicas. Já outros animais podem produzir e ouvir sons em freqüências inacessíveis aos ouvidos humanos como é o caso do morcego.