O Que São Ondas De Gravidade?
Na fluidodinâmica as chamadas Ondas de Gravidade são ondas que foram geradas num meio fluido ou então na sua interface entre dois corpos diferentes. Um exemplo disso é o surgimento de ondas entre a atmosfera e o oceano.
Isso acontece devido a interação de duas forças conhecidas como Gravidade (aquela que puxa a matéria na direção da superfície) e o Princípio de Arquimedes (o que tende a fazer com a matéria flutue no meio).
Ondas De Gravidade: Movimento
As Causas Das Ondas
A maior parte das ondas tem como causa o vento, mas também podem ser causadas pelos movimentos da crosta do fundo dos oceanos. Aliás, é isso que cria os temidos tsunamis.
As Causas Das Ondas
O Formato Das Ondas
As ondas que são consideradas simples tem a forma senoidal.
Descrevendo Uma Onda Em Partes
Praticamente tudo na Física é descrito por partes e com as ondas não é diferente. Conheça a terminologia que é utilizada para cada parte de uma onda.
Crista – Chama-se de crista o topo de uma onda.
Cavado – O cavado é a depressão que surge entre duas ondas que são consecutivas.
Altura da Onda – Essa altura é a distância vertical que existe entre o topo de uma onda e o fundo do cavado da onda adjacente (H).
Comprimento da Onda (L) – Recebe esse nome a distância horizontal de um ponto a outro de uma onda e o seu ponto correspondente na onda seguinte.
Inclinação da Onda – A razão que existe entre a altura e o comprimento de uma onda (H/L).
Nível do Mar – É o nível médio da superfície do mar ou então o nível que o mar teria aso não tivesse ondas.
Amplitude – Trata-se do deslocamento vertical máximo da superfície do mar que é contado a partir do nível do mar enquanto parado.
Período – O tempo que é necessário para que um comprimento de onda passe por um ponto chamado de estacionário (T). Um exemplo de período é a passagem de 2 cristas de forma consecutiva.
A Propagação Das Ondas De Gravidade
As ondas que são mais conhecidas e estudadas pela física são aquelas dirigidas pela gravidade. Se não existisse uma forma restauradora como a gravidade aconteceria a elevação de uma porção de água que permaneceria no ar, essa porção de água sofreria apenas a força do vento.
O Movimento Orbital Das Ondas
A onda viaja, mas a água que a compõem não vai a lugar algum, isso se dá pelo fato de que o movimento circular da água é circular orbital. Ele vai para frente e para cima e depois que passa pela crista vai para baixo e para trás na passagem de um cavado.
As Alterações No Movimento Orbital
De acordo com a profundidade o movimento circular orbital da água diminui. Numa profundidade que seja maior do metade do comprimento (L/2) o movimento passa a ser desprezível. O raio da órbita é mínimo.
Nas Águas Rasas
Nas águas rasas há a interação da água com o fundo, isso causa a movimentação dos sedimentos e também diminui a velocidade da onda. O movimento nas águas rasas se torna elíptico e as elipses passam a se tornar menores e também mais achatadas conforme diminui a profundidade.
Velocidade Das Ondas
O Comprimento e a Profundidade
A velocidade de uma onda depende basicamente de duas coisas que são a profundidade do lugar em que ela está e também do comprimento da onda. Quanto mais longa é a onda mais rapidamente será a viagem dela e quanto mais rasa for a água mais lento será esse deslocamento.
Situações Extremas
Água Muito Profunda
No caso de a água ser muito profunda (exceder em profundidade metade do comprimento) podemos dizer que a topografia do local não tem efeito nenhum sobre a onda e que a sua velocidade não depende do seu comprimento.
Água Rasa
No caso de a água ser muito rasa (ter uma profundidade menor que a metade do comprimento) então todas as ondas farão a viagem na mesma velocidade.
A Refração
Quando as ondas diminuem a sua velocidade nas águas rasas ela mudam de direção. Podemos dizer que as ondas desviam o seu rumo para que fiquem perpendiculares a costa. A esse fenômeno que se dá o nome de refração.
Os Grupos De Ondas
As ondas costumam viajar em grupos que são chamados de trens ou séries. No momento em que um grupo de ondas se move na água que antes estava parada acaba formando uma nova onda na sua frente. Isso acontece até que a última onda desapareça.
No caso de águas profundas a velocidade individual das ondas é de exatamente 2 vezes a velocidade do grupo.
Sobreposição De Ondas
Um conceito importante quando estamos falando de ondas é que a trajetória de um grupo de ondas é totalmente independente da trajetória de qualquer outro grupo.
A Interferência Construtiva e a Destrutiva
Sobreposição
Em qualquer momento que se observe o deslocamento líquido da superfície do mar, a onda, usando como parâmetro o mar parado, o resultado será a soma dos deslocamentos das ondas individualmente.
A Interferência Construtiva
A interferência construtiva é aquela que acontece quando diferentes grupos de ondas se alinham cavado com cavado, crista com crista e assim tem como consequência o deslocamento da superfície mãe ser muito maior do que o deslocamento individual de cada uma das ondas.
A Interferência Destrutiva
Esse tipo de interferência acontece quando os diferentes grupos de ondas se alinham crista com cavado e assim os deslocamentos da superfície são quase anulados.
A Dispersão
Trata-se do espalhamento gradual e selecionado das ondas, esse fenômeno é mais perceptível quando as ondas se deslocam por longas distâncias. No momento em que as ondas já viajaram bastante podemos observar que elas estão com as cristas paralelas e os seus comprimentos uniformes, isso se chama Swell.
A Reflexão
Se uma onda se dirige para um obstáculo como um muro, por exemplo, não poderá continuar o seu movimento orbital circular e logo terá que se mover para cima e para baixo ao longo do muro e jamais através dele. Por isso esse movimento se chama reflexão.
Vídeo
Ondas De Gravidade (Gravity Waves)
