Este documento discute conceitos fundamentais de comunicação por sinais, incluindo: 1) Sinais podem ser contínuos ou de curta duração e periódicos ou não periódicos. 2) Pulsos são sinais de curta duração que se propagam como ondas. 3) Ondas podem ser mecânicas ou eletromagnéticas e distinguem-se por parâmetros como amplitude, frequência e comprimento de onda.

1. Daniela Pinto 1
UNIDADE 2 - FÍSICA

2. A comunicação faz-se por transmissão de sinais.
Mas o que são afinal esses sinais?
 Um sinal é qualquer perturbação, usada para transmitir uma mensagem.
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Comunicação por sinais
Podem distinguir-se diferentes tipos de sinais:
 Consoante a sua localização no tempo os sinais podem ser distinguidos em
contínuos ou de curta duração.
 Quanto à sua repetição os sinais distinguem-se em periódicos, não periódicos
ou aperiódicos.

3. Daniela Pinto 3
Pulso e Onda
PULSO é um sinal de
curta duração.
ONDA é a propagação
do sinal, ou do pulso.

4. Uma onda é um modo de transferência de energia. É ao
transferir energia que um movimento ondulatório
transmite informação (sinais).
A propagação de um sinal nunca é instantânea.
Essa transmissão faz-se no espaço e no tempo, sem que
haja transferência de matéria.
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Comunicação por sinais

5. A propagação de um sinal, no espaço e no tempo, explica-se pelo
modelo ondulatório, ou seja, diz-se que os sinais se propagam por
ondas. As ondas podem distinguir-se em:
Daniela Pinto 5
Comunicação por sinais
Ondas mecânicas - necessitam de um
meio material para se propagarem
(não se propagam no vácuo).
Exemplos: Ondas em cordas e ondas
sonoras (som).
Ondas eletromagnéticas - são geradas
por cargas elétricas oscilantes e não
necessitam de um meio material para
se propagarem (podem propagar-se no
vácuo). Exemplos: Ondas de rádio, de
televisão, de luz.

6. Tipos de ondas: Transversais
 A vibração ocorre perpendicularmente à direção de vibração
 As ondas que ocorrem à superfície de um lago são ondas
Transversais.
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7. Tipos de ondas: Longitudinais
 A vibração ocorre ao longo da direção de vibração.
 As ondas sonoras são ondas Longitudinais.
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8. 
Daniela Pinto 8
Ondas

9. Amplitude
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10. Período de vibração

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11. Frequência de Vibração

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A frequência é o inverso do período da vibração

12. Daniela Pinto 12
Ondas:
Gráfico em função do tempo
Mesma frequência, diferente amplitude:
http://www.physics.buffalo.edu/claw/Page7/ProjectCLAW-P7.html

13. Daniela Pinto 13
Ondas:
Gráfico em função do tempo
Mesma amplitude, diferente frequência:
http://www.physics.buffalo.edu/claw/Page7/ProjectCLAW-P7.html

14. Comprimento de onda
Corresponde à distância entre duas partículas consecutivas na
mesma fase de vibração.
 Símbolo – λ
 Unidade SI – metro (m)
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15. Daniela Pinto 15
Ondas:
Gráfico em função da posição
Mesma amplitude, diferente comprimento de onda:
Quanto maior o comprimento
de onda, menor a frequência.

16. Sinal Harmónico ou Sinusoidal
 Uma onda periódica resulta da emissão repetida de um
sinal, a intervalos de tempo regulares,
independentemente da sua forma.
 Uma onda periódica diz-se harmónica se for produzida
por osciladores, animados de movimento harmónico
simples.
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17. Sinal Harmónico ou Sinusoidal
 Uma oscilação periódica origina uma onda periódica
(oscilação que se repete no tempo e é contínua).
 À medida que uma onda periódica se propaga, cada
ponto do meio oscila, regularmente, com o mesmo
período e a mesma frequência do sinal que a origina.
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19. Sinal Harmónico ou Sinusoidal
Uma oscilação periódica pode ser sinusoidal se executar oscilações
livres em torno de uma posição de equilíbrio. A posição de um ponto
do meio perturbado, para um dado instante, é dada por:
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Elongação ou afastamento em
relação a uma posição de
equilíbrio.
O valor máximo de elongação de uma perturbação corresponde à amplitude
dessa onda.

20. Sinal Harmónico ou Sinusoidal
Uma onda periódica tem uma periodicidade no tempo e no espaço,
em que a periodicidade no tempo se associa ao período da onda e a
periodicidade no espaço se associa ao seu comprimento de onda.
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A velocidade de propagação da onda é assim dada por:
numa oscilação completa:

21. Sinal Harmónico ou Sinusoidal

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22. Acústica - ramo da Física que se ocupa do estudo do som.
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Som
O som tem origem na vibração de partículas ou corpos. Todos os sons são ondas:
Mecânicas – necessitam de um meio material para se propagarem.
Têm por isso: Comprimento de onda;
Frequência e período;
Amplitude;
Velocidade de propagação.

23. Som
O sinal sonoro resulta da vibração de um meio mecânico ou de um perturbação
mecânica que se propaga através de ondas que são um caso particular das ondas
longitudinais.
A vibração de um diapasão (emite um sinal sonoro) provoca uma série periódica
de sucessivas compressões e rarefações.
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24. Som
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25. O que se passa no ponto P em instantes diferentes?
A pressão varia
periodicamente, toma valores
ora superiores ora inferiores à
pressão normal.
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Som
A onda sonora é uma onda de pressão

26. Quando se bate com um
pequeno martelo num dos
ramos em U de um diapasão,
este emite um som simples
ou puro.
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Som puro
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27. Característica que permite
distinguir um som FORTE de
um som FRACO.
Está relacionada com a
AMPLITUDE da onda sonora.
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Intensidade de um som
Quanto maior a amplitude da onda sonora, maior a intensidade do som.

28. Permite distinguir um som GRAVE de um som AGUDO.
Está relacionada com a frequência da onda sonora.
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Altura de um som
A onda correspondente a um som
alto ou agudo tem maior
frequência que a da onda de um
som baixo ou grave.

29. Linguagem comum: sons agudos (finos) e sons graves
(grossos).
Acústica: som alto (agudo) ou som baixo (grave).
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Altura de um som

30. 30
Som complexo
Som complexo: soma ou
sobreposição dos sons puros.
Numa onda complexa a
oscilação de cada partícula do
meio tem uma elongação que é
a soma dos deslocamentos
correspondentes a cada uma das
ondas individuais que lhe deram
origem.
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31. Um som puro tem uma frequência bem definida.
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Harmónico
Harmónico é um som
puro cuja frequência é
um múltiplo inteiro do
som fundamental.

32. Na figura tem-se 3 sons puros:
Daniela Pinto 32
Harmónico
Música: A é o som fundamental e B e C
os seus harmónicos
Física: Todas as ondas são harmónicos.
1º Harmónico (som fundamental): é o
de menor frequência (A).

33. Relação entre as frequências dos sons
harmónicos (fn) com a frequência
fundamental (f0)
fn= n f0 n = 1, 2, 3…
33
Harmónico
Daniela Pinto

34. Permite distinguir dois sons com a mesma intensidade e a
mesma frequência, mas produzidos por instrumentos
diferentes.
Daniela Pinto 34
Timbre
O timbre resulta da combinação do som fundamental e dos seus
harmónicos.
O nº de harmónicos que intervêm e a proporção em que cada um entra no som
resultante dão características únicas ao som de um instrumento musical ou da voz
humana.

35. 35
Timbre
 Combinações do mesmo som fundamental e dos dois primeiros
harmónicos, todos com amplitudes diferentes (à esquerda e à
direita).
 O som resultante é diferente do lado esquerdo e do lado direito.
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36. v =  x f
Daniela Pinto 36
Velocidade do som

37. Daniela Pinto 37
Espetro sonoro

38. 38
Osciloscópio
Nas fontes sonoras ocorrem vibrações de meios materiais elásticos que se
transmitem por ondas.
Os nossos ouvidos e os microfones detetam os sinais sonoros.
As vibrações captadas pelo microfone podem visualizar-se num
computador, máquina de calcular e CBL ou num osciloscópio.
Daniela Pinto

39. 39
Osciloscópio
O osciloscópio permite observar num pequeno ecrã uma diferença de potencial
(ddp), ou tensão elétrica, em função do tempo.
É necessário um gerador de sinais, que produza o sinal elétrico ou um microfone,
que converta o sinal sonoro num sinal elétrico com a mesma informação.
O sinal elétrico é de seguida transmitido para o osciloscópio digital e digitalizado
por um conversor analógico-digital.
Daniela Pinto

40. 40
DETERMINAÇÃO DA FREQUÊNCIA DE UMA ONDA
 A partir da escala horizontal e do botão TIME/DIV
 Expresso em s, ms ou s
 Tempo = nº de divisões na escala horizontal x tempo/divisão
Daniela Pinto

41. 41
DETERMINAÇÃO DE UMA TENSÃO
 O valor máximo da tensão (tensão máxima, Umax.) corresponde ao pico do
sinal eletrónico dado pela amplitude da onda descrita.
 A escala de tensão é controlada por um botão com a indicação VOLTS/DIV.
 Tensão = nº de divisões na escala vertical x tensão/divisão
Daniela Pinto

42. http://www.physics-chemistry-interactive-flash-
animation.com/electricity_electromagnetism_interactive/oscilloscope_description_tutorial
_sounds_frequency.htm
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Osciloscópio
Daniela Pinto