(a) Defina os conceitos de ondas transversais e ondas longitudinais.
(b) Ondas mecânicas que se propagam através do ar devem ser transversais ou longitudinais? Explique sua resposta.

Passo 1

O enunciado pede (a) que a gente explique o que são ondas transversais e ondas longitudinais e (b) que a gente diga se ondas mecânicas que viajam pelo ar são transversais ou longitudinais, justificando. O conteúdo envolve a relação entre a direção de oscilação das partículas do meio e a direção de propagação da onda.

Passo 2

Uma onda é dita transversal quando a oscilação das partículas do meio ocorre perpendicularmente à direção de propagação da onda. Em notação vetorial, se k é o vetor-onda (direção de propagação) e xi é o vetor de deslocamento das partículas, temos
xiperp k
Exemplo típico: uma onda em uma corda ou ondas eletromagnéticas no vácuo.

Passo 3

Uma onda é dita longitudinal quando a oscilação das partículas do meio ocorre paralelamente à direção de propagação da onda. Ou seja,
xiparal<=l k
Nesse caso, formam-se regiões de compressão e rarefação ao longo da direção de viagem da onda, como acontece com o som.

Passo 4

O ar é um fluido e, por ser incapaz de sustentar tensões de cisalhamento, só permite transmissões de compressão e rarefação ao longo da direção de propagação. Portanto, ondas mecânicas no ar são longitudinais.

Resposta

(a) Uma onda transversal é aquela em que as partículas do meio oscilam perpendicularmente à direção de propagação ( xiperp k). Uma onda longitudinal é aquela em que as partículas oscilam paralelamente à direção de propagação ( xiparal<=l k).
(b) Ondas mecânicas que se propagam no ar são longitudinais, pois o ar, sendo fluido, só suporta variações de pressão (compressão e rarefação) ao longo da direção de propagação.

Exercícios relacionados