Como uma onda no mar...
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Publicado 15/10/2018 - 09h34

Como uma onda no mar...

Imagine-se na praia, na beira do mar, curtindo a vida enquanto toma sol. Há uma rádio ligada, tocando uma música legal, mas ao fundo você consegue ouvir a cadência regular das ondas do mar. Nada como um momento de tranquilidade para pensar um pouco em Física! Você observa um surfista aguardando uma boa onda, e percebe que ele sobe e desce, mas praticamente não sai do lugar, enquanto as ondas sucessivas vão passando. Você consegue perceber inclusive a velocidade das ondas, mas nota que não é a água que se move, mas sim é a forma da onda que vai se deslocando. E quando essas ondas quebram na praia você nota que elas carregavam uma quantidade de energia razoável, pois, dependendo de seu tamanho são capazes de derrubar uma pessoa. Imediatamente então você já conclui que as ondas carregam energia, mas não transportam matéria.
A observação continua. Só temos as ondas da água nessa cena idílica? Na realidade, não. Estamos cercados de ondas por todos os lados. A própria luz do sol, que chega até nossos olhos e ilumina todas as coisas, além de ser a responsável pelo bronzeamento da pele, é uma onda, chamada onda eletromagnética. A onda de FM que chega até o rádio, a partir da estação transmissora, também é uma onda eletromagnética. O som que sai do alto falante do rádio, das ondas do mar e da boca das pessoas ao seu redor, também são ondas, de outro tipo, chamadas ondas sonoras. E se formos olhar a matéria em nível microscópico também veríamos inúmeros exemplos de ondas.
Assim, temos diversos tipos de ondas na natureza, que variam significativamente umas das outras. Porém, elas têm características similares, que permitem que a sua descrição matemática seja comum, e por isso mesmo todas têm o mesmo nome: ondas! As ondas são sempre geradas a partir de um movimento repetitivo, de algo que se move para a frente e para trás de modo contínuo. Chamamos esse movimento de “vibração”. Assim, alguma fonte fornece energia na forma de uma vibração, que, dependendo do meio, criará algum tipo de onda. E essa onda, apesar de não transportar massa (ou partículas), com certeza transportará energia. Como isso é possível? Ora, isso é possível pois a matéria desloca-se levemente de sua posição de equilíbrio, e transmite a instabilidade para a matéria vizinha, e assim por diante. Para deixar isso mais claro, vamos imaginar um longo pedaço de corda no chão. Você pega uma das extremidades, e movimenta a sua mão, no sentido lateral, para a esquerda e para a direita, tentando seguir um ritmo constante. Imediatamente você verá a formação de uma onda na corda, que reflete o movimento de vibração da mão, e que vai pouco a pouco se propagando nessa corda. Se você fixar o seu olhar em um ponto específico da corda, verá que ele praticamente não sai do lugar, ou melhor, ele não se movimenta junto com a corda.
Ele apenas oscila para a esquerda e para a direita, apesar da onda como um todo estar se propagando para a frente. Na realidade é a forma da onda, e não a matéria, que viaja longas distâncias. Outro exemplo ilustrativo é voltar para as ondas do mar. Se ficarmos observando um surfista parado, veremos que ele vai para cima e para baixo, enquanto as ondulações vão passando. Entretanto, sabemos que a onda carrega uma energia razoável quando a vemos quebrar na praia...
De uma maneira geral, toda onda transporta energia sem transportar matéria. No caso da corda, a mão que vibra transmite energia à corda, e as ondas resultantes carregam parte dessa energia através da corda. Imagine uma formiga desavisada que justo está andando na outra extremidade da corda. Certamente ela será jogada longe pela energia da onda que se propaga.
Mas, como as ondas são formadas? Como elas viajam? O que faz elas se moverem? Para responder isso, a Ciência se ocupa de entender a natureza das ondas, para aplicar esse conhecimento aos mais diversos fenômenos onde as ondas estão presentes, incluindo não só ondas do mar e ondas em cordas, mas também todas as ondas eletromagnéticas (luz, micro-ondas, TV, rádio, Raios-X), ondas sonoras, ondas sísmicas, entre outras.
Artigo originalmente publicado no Jornal da Unicamp, Edição 302 - 19 a 25 de setembro de 2005.