Ondas de uma pedra: por que as ondas diminuem ao se espalhar

Um jogo de simulação educativo. Preveja a altura de uma onda mais longe da pedra, como sua energia se reparte pelo anel, onde ela cai para 1 cm e o que fazem uma pedra maior ou uma onda reta; depois veja o anel atravessar o lago.

AmplitudeEnergia de uma onda

ONDAS DE UMA PEDRA

Quatro vezes mais longe

Pronto
Ative o JavaScript para jogar pedras no lago. As instruções e o exemplo resolvido continuam legíveis.
OndaBoiasSua previsãoPedra pequena e guias
OndasA ∝ 1 ÷ √r

Tempo

0.00 s

t

Distância da pedra

— m

r = v·t

Altura da onda

— cm

A

Comprimento da frente de onda

— m

2π·r

Velocidade da onda

— m/s

v

Preveja antes de começar

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

Preveja a altura da onda.

Pontuação da missão—

Cada resposta precisa estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar no primeiro teste dá mais 50. Um teste conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Ondas de uma pedra

  1. Escolha um teste e leia no cartão as alturas e as distâncias.
  2. Lembre que a energia do anel se reparte pelo seu comprimento, 2π·r, e que a energia cresce com o quadrado da altura.
  3. Digite a sua previsão e toque em Começar. O anel atravessa o lago em tempo real.
  4. Compare as marcas laranja com as boias da vista lateral e com a curva da direita.

Por que as ondinhas ficam menores

A amplitude de uma onda é quanto a superfície sobe acima do nível de repouso. Ela diz quanta energia a onda leva: a energia cresce com o quadrado da amplitude, então uma onda com o dobro da altura leva 4 vezes a energia. Quando uma pedra cai num lago, ela dá à água uma quantidade fixa de energia, e a onda a leva para fora num anel. Conforme o anel cresce, a mesma energia se reparte por um círculo cada vez mais longo, 2π·r, então cada metro do anel recebe menos: a energia por metro cai como 1 ÷ r e a altura como 1 ÷ √r. Quatro vezes mais longe, a onda tem metade da altura. O som e a luz se espalham em todas as direções, por uma esfera, então a intensidade deles cai mais depressa, como 1 ÷ r². Uma onda que não se espalha, como uma onda reta de uma tábua comprida ou uma onda numa corda, mantém a altura. As ondinhas reais também perdem um pouco de energia por atrito, então diminuem um pouco mais depressa.

Um modelo de aprendizagem focado

A água é ideal: nada se perde por atrito, e o anel avança a 1 m/s constantes (ondinhas reais são mais lentas e se dividem em vários anéis). A onda é uma crista suave de cerca de 40 cm de largura cuja altura segue exatamente A = A₁·√(r₁ ÷ r); uma onda reta mantém a altura. Na vista lateral as alturas são desenhadas muito maiores que os comprimentos. Respostas dentro de 2 % estão certas.

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