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Ondas como a transferência de energia

“Onda” é um termo comum para um número de diferentes maneiras em que a energia é transferida:

  • Em ondas eletromagnéticas, a energia é transferida através de vibrações de campos elétricos e magnéticos.nas ondas sonoras, a energia é transferida através da vibração de partículas de ar ou partículas de um sólido através do qual o som viaja.nas ondas de água, a energia é transferida através da vibração das partículas de água.

ondas transferem energia mas não Massa

quando vemos ondas de surf chegando à costa, é fácil pensar que partículas de água individuais estão se movendo na nossa direção, mas isso não é realmente o caso. As partículas envolvidas nas ondas se movem perpendicularmente para trás e para a frente, mas não se movem significativamente na direção da onda. As partículas ‘tomam parte’ na onda batendo umas nas outras e transferindo energia. É por isso que a energia pode ser transferida, mesmo que a posição média das partículas não mude.como é que isto funciona? Pode ajudar a pensar numa Bóia a balançar no oceano. A bóia é movida para cima e para baixo pelas ondas que passam por ela, mas não se move direcionalmente através da água.

Você também pode pensar em uma onda mexicana em um jogo esportivo. A onda se move ao redor da arena, mas os membros do público não se movem com ela – eles só se levantam e se sentam (um movimento perpendicular à direção da onda).

partículas numa onda de água trocam energia cinética por energia potencial

quando partículas na água se tornam parte de uma onda, elas começam a mover-se para cima ou para baixo. Isto significa que a energia cinética (energia de movimento) foi transferida para eles. À medida que as partículas se afastam mais de sua posição normal (para cima em direção à crista da onda ou para baixo em direção ao cavado), elas desaceleram. Isto significa que parte de sua energia cinética foi convertida em energia potencial – a energia das partículas em uma onda oscila entre a energia cinética e a energia potencial.pensar em energia potencial pode nos ajudar a entender por que tsunamis podem ser tão prejudiciais. Quando um tsunami se aproxima da costa, Ele cardume (torna-se muito mais alto), de modo que as partículas de água são deslocadas mais longe do equilíbrio. Eles adquirem muita energia potencial, e isso é liberado quando a onda interage com a terra.por que algumas ondas têm mais energia do que outras? A frequência de uma onda e o comprimento de onda são ambos indicadores de sua energia, mas isso difere para diferentes tipos de ondas.

para as ondas de água, aqueles com alta velocidade e comprimento de onda longo (como um tsunami) têm mais energia. Para as ondas eletromagnéticas, a velocidade é constante, então as ondas com alta frequência e um comprimento de onda curto (como raios-X) são as mais energéticas.para todas as ondas, uma maior amplitude significa mais energia.

no espectro eletromagnético interativo você pode clicar em vários comprimentos de onda para saber mais sobre as ondas que compõem o espectro.cientistas da Nova Zelândia e de outros lugares estão olhando como transformar a energia das ondas de água em eletricidade. Os oceanos em torno da Nova Zelândia são lugares promissores para gerar energia de ondas porque temos grandes ondas e fortes correntes. Gerar energia de ondas envolveria um dispositivo subaquático (como um remo, por exemplo) que se moveria em resposta às ondas e dirigiria uma turbina que produziria eletricidade.

A ideia de poder de onda é atraente porque as ondas são um recurso sustentável-elas não podem ser usadas (ao contrário de outros recursos, como o carvão, que são usados para fazer eletricidade na Nova Zelândia). No entanto, são bastante ineficientes – precisam de muito espaço costeiro para gerar quantidades úteis de energia. Usando modelagem matemática e construção de modelos físicos, cientistas Kiwis estão investigando como aproveitar a energia das ondas, mas vai demorar algum tempo até que estejamos usando eletricidade a partir da energia das ondas em nossas casas.entre 2007 e 2011, a autoridade para a eficiência energética e a conservação (EECA) administrou o fundo de implantação de Energia Marinha que financiou projetos de energia marinha. Após uma revisão, nenhum dos projetos foi selecionado para avançar mais e, a partir de 2016, A EECA acredita que a abundância de recursos renováveis de energia mais baratos na Nova Zelândia torna improvável que a energia marinha irá contribuir para a rede nacional no futuro próximo. As investigações sobre o aproveitamento da energia das ondas oceânicas continuam em outros países.de 2017 a 2019, como parte de um projeto do fundo de Inovação do mar sustentável, a NIWA investigou se a geração de eletricidade a partir das fortes correntes de maré dentro do Estreito de Cook seria viável para Aotearoa. Para saber mais, veja a energia das correntes de maré – iniciando uma nova indústria marinha com enorme potencial do site da NIWA.

Activity ideas

Use a Mexican wave to demonstrate how waves transfer energy and to help your students visualize the wave behaviours of reflection, constructive interference and shoaling.

Use um diagrama de Venn interativo ou baseado em papel para ilustrar as principais semelhanças e diferenças entre ondas tsunami e ondas de surf.

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Explore mais sobre ondas, tais como som e energia, navegando os recursos sob o nosso conceito de ondas.

ligações úteis

em 2021 NIWA correu uma webinar: um passo mais próximo de um futuro alimentado pela energia corrente das marés, no qual os resultados da energia do projeto de correntes das marés são apresentados.Este projeto investigou a viabilidade da geração de eletricidade a partir das fortes correntes de maré dentro do Estreito de Cook.

descubra mais sobre o uso das ondas como fonte de energia neste artigo da Wikipédia.

assista a este vídeo de 2011 da NIWA: conversão atual – energia das marés e das ondas na Nova Zelândia.