Ondas

Em física, uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e a periodicidade no tempo é medida pela frequência da onda, que é o inverso do seu período. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.

Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso). Segundo alguns estudiosos e até agora observado, nada impede que uma onda magnética se propague no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas no vácuo ou dos neutrinos através da matéria, onde as partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio mas não se deslocam. Exceto pela radiação eletromagnética, e provavelmente as ondas gravitacionais, que podem se propagar através do vácuo, as ondas existem em um meio cuja deformação é capaz de produzir forças de restauração através das quais elas viajam e podem transferir energia de um lugar para outro sem que qualquer das partículas do meio seja deslocada; isto é, a onda não transporta matéria. Há, entretanto, oscilações sempre associadas ao meio de propagação.

Uma onda pode ser longitudinal quando a oscilação ocorre na direcção da propagação, ou transversal quando a oscilação ocorre na direcção perpendicular à direcção de propagação da onda. 

Tipos de ondas e aplicações 

Mecânica ou Eletromagnética

- Onda Mecânica é aquela que só poderá se propagar em meios materiais, ou seja, na água, no ar, em um fio, tudo o que é material. Exemplo: Som;

- Onda Eletromagnética é aquela que se propaga em meios materiais ou não, como o vácuo (não material) ou a água (material). Exemplo: Luz Solar.

- Onda Longitudinal é aquela que se propaga na mesma direção à do movimento. Exemplo: A vibração de uma mola, que ocorre na mesma direção do seu movimento;

- Onda Transversal é aquela que tem sua propagação perpendicular ao movimento. Exemplo: Ondas em lago causadas por uma pessoa, onde a perturbação é causada na vertical, porém o movimento da onda é na horizontal.

Ainda sobre a classificação das ondas podemos dizer quanto à direção da propagação que podem ser: Unidimensional, Bidimensional ou Tridimensional:

- Unidimensional é aquela que tem seu movimento numa única direção. Exemplo: Mola;

- Bidimensional é aquela que tem como rumo um único plano. Exemplo: Ondas em um lago;

- Tridimensional é aquela que se propaga em todas as direções espaciais. Exemplo: Ondas Sonoras.

Acústica

A Acústica é o ramo da física que estuda o som. O som é um fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através dos diferentes estados físicos da matéria.
Em acústica geralmente podemos dividir entre geradores de som, meios de transmissão, propagação e receptores. A acústica mensura estes meios, cria instrumentos, tabelas, etc, de forma a fornecer dados necessários aos mais diversos ramos da ciência para a utilização dos sons, de seus meios de propagação e efeitos.
Na cadeia geração e recepção acústica inclui-se o indivíduo que recebe o efeito sonoro e o evento que dá origem ao fenômeno. A acústica é considerada uma ciência que abrange diversas disciplinas e por elas é abrangida.

Ondas Sonoras

Ondas sonoras são as que possuem freqüência de vibração entre 20 e 20.000Hz, que naturalmente, são captadas e processadas por nosso sistema auditivo. Que se origina a partir de vibrações do ar que são captadas pelo tímpano com freqüência e amplitudes pré-definidas.

Intensidade sonora

Se observarmos a propagação de uma onda do ponto de vista geométrico apenas teremos o meio em forma de onda, já ao observa-la do ponto de vista físico teremos que uma onda é basicamente a propagação de energia.
A intensidade I de uma onda é definida como a média no tempo da quantidade de energia que é transportada pela onda, por unidade de área ao logo do tempo.
Assim:  , onde P é a amplitude de pressão,  é a densidade média do ar e  a velocidade da onda sonora. Deve-se notar que a intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude.

 Nível de Intensidade e volume

Devido à grande gama de intensidades as quais o ouvido é sensível, torna-se mais conveniente utilizarmos a escala logarítmica para representar o nível de intensidade sonora ( ) onde I0 é a intensidade sonora mínima que é audível sendo I0 = 10-12 W/ m2.
A unidade de  é o decibel (db) que representa um décimo de bel, unidade adotada em homenagem a Alexander Graham Bell.
Observe o gráfico ao lado com valores representativos de alguns produtores de ruídos.




Decibel (dB)

É uma medida da razão entre duas quantidades, sendo usado para uma grande variedade de medições em acústica, física e eletrônica.

 Como calcular?

Usado para expressar sinais da ordem de 0.000000001 watts. Normalmente um receptor que é muito sensível a sinais RF deve ser capaz
de captar sinais desta ordem. O decibel é usado como uma forma mais inteligível de expressar esses sinais.
Decibéis estão relacionados a watts por uma expressão logarítmica com base 10. Assim se nós temos 1000 e queremos encontrar o log,
teríamos como resposta, 3, porque , 1000 = 10³. Observe que na realidade o logaritmo nada mais é que o expoente.

Precisamos calcular quanto a saída S ( ou output ) é maior ou menor do que a entrada E ( input ).
Obviamente, a primeira coisa a pensar seria usar a razão S / E para expressarmos esse ganho ( = aumento ) ou atenuação ( = diminuição ) . Contudo, é muito comum -- em áreas tecnológicas como Eletrônica e outras -- que S seja muitíssimo maior ou menor do que E, o que daria a razão acima valores tão grandes ou tão pequenos que ficaria difícil atribuir significado prático e intuitivo para tais valores. A saída para o impasse é bastante natural para quem realmente entendeu o significado do logaritmo. Com efeito, bastará usar como medida da amplificação ( ou seja: o ganho ou atenuação ) a ordem de grandeza da razão S / E , ou seja: usar o log ( S / E ) .
Obs: Tanto DB como mw são os padrões utilizados pela industria para medidas de potência.

1mw x 10 = 10 mw

10 mw x 10 = 100 mw

100 mw x 10 = 1000 mw

1000 mw x 10 = 10000 mw