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Quais são as áreas de compressão e rarefação nas ondas?

Atualizado em 29 julho, 2018

As ondas podem ter duas formas básicas: transversais, com movimento vertical e longitudinal, ou compressão material. As ondas transversais são como as ondas do mar ou as vibrações na corda de um piano: é possível ver seu movimento facilmente. As ondas de compressão, em comparação, são camadas alternadas invisíveis de moléculas comprimidas e rarefeitas. As ondas de som e choque se propagam dessa maneira.

O som viaja pelo ar como uma série de ondas de compressão (Jupiterimages/liquidlibrary/Getty Images)

Ondas mecânicas

As ondas de compressão podem se propagar através de algum tipo de meio material, como ar, água ou aço. O vácuo não pode transportar ondas de compressão, pois não existe nenhuma substância para conduzir a energia. A dependência do meio significa que são ondas mecânicas, e o meio determina sua velocidade. A velocidade do som no ar, por exemplo, é de 346 m por segundo. Um material denso como o aço conduz o som a 6.100 m por segundo.

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Ondas de compressão

Se você pudesse ver uma onda de compressão movimentando-se pelo ar, veria uma área de moléculas comprimidas na direção a partir da qual a onda está propagando-se. As moléculas ficam cada vez mais rarefeitas após um ponto máximo de compressão, até que se veja uma área de pressão mais baixa com menos moléculas de ar. O ar fica progressivamente mais denso após esse ponto, até alcançar o máximo de compressão novamente. A distância entre os pontos máximos de compressão e rarefação é um comprimento de onda. À medida que a frequência de uma onda aumenta, seu comprimento diminui.

Interferência

Duas ou mais ondas, cruzando o mesmo ponto em um meio, interferem uma com a outra. Você pode ver esse efeito jogando duas pedras em um lago com água parada; as ondas se espalham e se sobrepõem. O mesmo acontece com as ondas de compressão. Se um ponto de compressão encontra um ponto de rarefação, os dois se cancelam. Se dois pontos de compressão se encontram, eles se reforçam, criando um ponto com o dobro da pressão.

Ondas de choque

Um jato deslocando-se pelo ar mais rápido que a velocidade do som produz uma explosão sônica. Conforme o jato avança, as moléculas de ar se "empilham" na frente dele, como a terra na frente de uma escavadeira. As camadas de ar comprimidas e rarefeitas não se movem de forma reta, como acontece com o som. A onda de choque forma um cone com a ponta à frente do jato, e as ondas de compressão movimentando-se para trás em círculos crescentes.

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Referências

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