Entrada do porto: ondas que se abrem

Um jogo de simulação educativo. Preveja como as ondas do mar se abrem ao passar pela abertura de um quebra-mar: a primeira direção calma, a abertura que deixa um barco ancorado parado, o comprimento de onda, a abertura que deixa as ondas encherem o porto e um ângulo calmo a partir da velocidade e do período das ondas; depois gire o medidor de ondas.

DifraçãoOndas na água

ENTRADA DO PORTO

Primeira direção calma

Pronto
Ative o JavaScript para girar o medidor de ondas. As instruções e o exemplo resolvido continuam legíveis.
Ondas (claro e escuro: altas; cinza: calma)Medidor de ondas e barcosSua previsãoQuebra-mar e escala
Ondassin θ = λ ÷ a

Tempo

0.00 s

t

Comprimento de onda

— m

λ

Abertura

— m

a

Ângulo do medidor

— °

θ

Altura das ondas

— %

A

Preveja antes de começar

Digite sua previsão para preparar tudo. Iniciar fica desativado até haver uma resposta.

Preveja onde a água fica calma.

Pontuação da missão—

Cada resposta precisa estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar na primeira rodada dá mais 50. Uma rodada conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Entrada do porto

  1. Escolha um teste e leia no cartão o comprimento de onda, a abertura ou o ângulo.
  2. Use sin θ = λ ÷ a, com θ medido a partir da direção em frente, e λ = v·T.
  3. Digite sua previsão e aperte Iniciar. O medidor de ondas gira da direção em frente até o quebra-mar.
  4. Compare as linhas laranja tracejadas com as direções calmas, no porto e no gráfico.

Difração

Ondas que passam por uma abertura ou contornam um obstáculo não seguem num feixe reto: elas se abrem no espaço de trás. Isso é a difração. Quanto se abrem depende da abertura comparada com o comprimento de onda. Uma abertura de muitos comprimentos de onda deixa passar um feixe bem estreito; uma de cerca de um comprimento de onda abre as ondas como se saíssem de um único ponto. Longe de uma abertura de largura a, as ondas são mais fortes em frente e somem para os lados, com direções calmas onde as ondas vindas de partes diferentes da abertura se anulam; a primeira fica em sin θ = λ ÷ a. Por isso você ouve alguém atrás de uma esquina (as ondas sonoras têm mais ou menos a largura de uma porta), mas não o vê (as ondas de luz medem menos de um milésimo de milímetro). Engenheiros de portos usam a mesma regra para decidir onde os barcos ficarão tranquilos atrás de um quebra-mar.

Um modelo de aprendizagem focado

O padrão é desenhado como seria longe da abertura: altura das ondas |sin β ÷ β| com β = π·a·sin θ ÷ λ, igual a qualquer distância. As ondas não se refletem no quebra-mar nem perdem energia ao se abrir, e o fundo do mar é plano. As ondas são desenhadas em câmera lenta, uma crista por segundo. Respostas dentro de 2 % estão certas.

Ao trocar de idioma, seu teste, previsão, tentativas e rodada são mantidos.