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Sumrio
UNIDADE TEMTICA 2 Comunicaes.
1.1- Comunicao de informao a curtas distncias.
- Transmisso de sinais. Sinais.
- Propagao de um sinal: energia e velocidade de propagao (modelo
ondulatrio).
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Comunicaes Comunicao da informao a curtas distncias
12/11/2015
A necessidade de comunicar inerente
evoluo da Humanidade e acompanha-nos
desde sempre.
A comunicao comeou por ser feita a
curtas distncias mas, fruto do
desenvolvimento da humanidade, surgiu a
necessidade de se comunicar a grandes
distncias.
Antes da escrita ter sido inventada o Homem
desenvolveu e aperfeioou mecanismos de
comunicao distncia como: os sinais
de fumo, sinais luminosos e sinais sonoros.
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Comunicaes Comunicao da informao
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O processo de envio e de receo propositado de
informao chama-se comunicao.
A mensagem o que se pretende comunicar.
Desde sempre o homem teve necessidade de
comunicar e, ao longo do tempo, foi encontrando
formas cada vez mais evoludas de o fazer.
Comunicaes Transmisso de sinais
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A palavra comunicao deriva do latim communicare, que significa "tornar
comum", "partilhar", "conferenciar".
Para que haja partilha, a comunicao pressupe que haja uma passagem de
informao entre duas partes (que podem ser individuais ou coletivas). H,
portanto, quatro elementos bsicos envolvidos na comunicao: o emissor, o
recetor, a mensagem e o meio de propagao.
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Comunicaes Transmisso de sinais
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No processo de comunicao h sempre um emissor ou fonte, que produz
um sinal que contm a informao a transmitir, e um recetor, que recebe e
interpreta esse sinal.
Exemplo de um emissor ou fonte, de um recetor, de uma mensagem e de
um meio de propagao.
O sinal emitido pela fonte propaga-se no espao, o que requer algum
tempo, pois essa propagao nunca instantnea.
Comunicaes Transmisso de sinais
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Outro Ex.: Um mergulhador est ligado ao seu navio-base por um cabo
e comunica com o pessoal de bordo dando puxes nesse cabo.
De acordo com um cdigo combinado,
um puxo dado de vez em quando
significa que est tudo bem e vrios
puxes seguidos significa perigo...
Neste caso, as perturbaes (sinais)
so modificaes criadas no cabo e
que se propagam ao longo deste.
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Comunicaes Tipos de sinais
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Uma maneira de identificao, baseia-se na forma como o sinal se localiza no
espao e no tempo. Quanto localizao no tempo podem ser:
- Contnuos se for definido para qualquer valor da varivel tempo;
- Curta durao quando se define somente em intervalos de tempo curtos e em
instantes isolados. Estes sinais designam-se por impulsos (ou pulsos).
Na prtica, h
sistemas que
combinam sinais
contnuos com
outros de curta
durao.
Comunicaes Tipos de sinais
12/11/2015
Alm destes tipos de sinais, h ainda:
- Sinais peridicos que se repetem regularmente em intervalos de tempo fixos
ou perodos;
- Sinais no peridicos ou aperidicos para os quais no h periodicidade na
repetio.
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Comunicaes Propagao de um sinal
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Duas pessoas seguram as extremidades de uma corda, mantendo-a esticada.
Uma delas agita rapidamente a sua mo, para cima e para baixo, produzindo uma
perturbao ou sinal de curta durao. Esse sinal a que chamamos impulso
desloca-se ao longo da corda.
propagao de uma perturbao, tal como o impulso na corda, chamamos onda.
Uma onda a propagao de uma perturbao de uma regio para
outra do espao.
Comunicaes Propagao de um sinal
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Os sinais podem originar ondas que se propagam no espao e no tempo.
Ondas Mecnicas so
ondas que necessitam de um
meio material para se
propagarem.
Ex.: som, ondas numa corda,
numa mola, na gua, nos
sismos.
Ondas Electromagnticas so ondas
que no necessitam de um meio material
para se propagarem podem viajar no vazio.
(A radiao solar chega Terra apesar de
existir vazio entre o Sol e o nosso planeta).
Ex.: ondas de rdio, raios X (radiaes
eletromagnticas).
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Comunicaes Propagao de um sinal
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Uma onda um modo de
transferncia de energia.
ao transferir energia que um
movimento ondulatrio transmite
informao (sinais). Essa
transmisso faz-se no espao e
no tempo, sem que haja
transferncia de matria.
Comunicaes Propagao de um sinal
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- Propagao de um sinal em diferentes meios.
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Comunicaes Ondas transversais e ondas longitudinais
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Ondas transversais -
a perturbao d-se na direo
perpendicular propagao da
onda.
Ondas longitudinais -
a perturbao d-se na direo
da propagao da onda.
Ex.: ondas longitudinais: Som.
Ex.: ondas transversais:
Radiaes eletromagnticas.
Comunicaes
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Uma perturbao pode propagar-se transversalmente ou longitudinalmente que
o mesmo que dizer que uma onda pode ser transversal ou longitudinal.
Ondas transversais e ondas longitudinais
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Comunicaes
12/11/2015
Ondas longitudinais
Ondas transversais
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html
Ondas transversais e ondas longitudinais
Comunicaes Ondas mecnicas
12/11/2015
Em qualquer fenmeno ondulatrio, existe sempre uma
perturbao inicial que altera localmente uma propriedade
fsica do meio.
() Por exemplo, a propagao de uma onda mecnica
consiste duma sucesso de perturbaes no meio, em que
este pode oscilar em torno da sua posio de equilbrio.
No h deslocamento das partculas do meio na direo
de propagao, apenas oscilaes em torno das
respetivas posies de equilbrio.
http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.htmlhttp://www.kettering.edu/~drussell/Demos/waves/wavemotion.html
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Comunicaes Ondas mecnicas
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Durante a propagao do movimento
ondulatrio superfcie da gua, a rolha
move-se para baixo e para cima, em vaivm,
realizando um movimento em torno de um
ponto fixo (no , radialmente, arrastada do
local em que est).
a perturbao que se movimenta e se
propaga. A gua o meio que permite a
transmisso da perturbao de um ponto para
outro da superfcie.
A perturbao tambm transfere energia para
a rolha, mas no ocorre transferncia de
matria.
Comunicaes Ondas mecnicas
12/11/2015
No h deslocamento das
partculas do meio na
direo de propagao,
apenas oscilaes em torno
das respetivas posies de
equilbrio.
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Comunicaes Ondas mecnicas
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So as propriedades do meio que impem a existncia de ondas transversais
ou longitudinais.
Gases:
Apenas possvel ondas longitudinais.
Slidos:
Podem propagar-se os dois tipos de ondas: p. ex. Ondas ssmicas
dois tipos.
Lquidos por exemplo no Mar:
Ondas complexas:
Sobreposio das duas.
Comunicaes Fenmeno ondulatrio e velocidade de propagao
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Um fenmeno ondulatrio caracteriza-se pela existncia de uma perturbao
inicial que altera localmente uma propriedade fsica do meio.
Essa alterao transmitida para outra regio do espao e chegar a um outro
ponto aps algum tempo.
A velocidade de propagao de uma onda a distncia que a perturbao
viaja na unidade de tempo.
t
sv
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Comunicaes Velocidade de propagao de uma onda
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Velocidade de propagao de uma onda:
a distncia percorrida pela perturbao por unidade de tempo.
Qual a velocidade de propagao da onda em cada tipo de ondas (A e B)?
t
sv
Comunicaes Uma onda um meio de transferir energia
12/11/2015
Em geral, a interpretao da propagao de um sinal por meio do modelo
ondulatrio tem algumas caractersticas:
- A transmisso de um sinal faz-se de um ponto para o outro no espao e no
tempo sem que haja transferncia de matria.
- H transferncia de energia durante a propagao de um sinal.
- Um sinal demora um certo tempo a percorrer um espao e, consequentemente,
pode ser-lhe atribuda uma velocidade de propagao. Esse sinal transmite-se
com velocidade diferente em diferentes meios.
A velocidade de
propagao depende das
propriedades fsicas do
meio e no depende da
quantidade de energia
transferida inicialmente.
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Comunicaes Exemplo
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Em qualquer tipo de ondas, transversais ou longitudinais, decorre sempre um
intervalo de tempo entre a produo do sinal e a sua receo, podendo medir-se a
velocidade de propagao da onda.
Comunicaes Caractersticas de uma onda
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Perodo (T) o intervalo de tempo entre a emisso de dois impulsos; s
depende do perodo de oscilao da fonte emissora.
Comprimento de onda () a distncia que a onda avana ao fim de um
perodo; depende do meio de propagao.
Amplitude (A) mximo afastamento relativamente posio mdia;
depende da amplitude da fonte emissora.
fv t
sv
v
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Comunicaes Caractersticas de uma onda
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Perodo (T); Comprimento de onda (); Frequncia (f); Amplitude (A).
Comunicaes Caractersticas de uma onda
12/11/2015
Perodo (T); Comprimento de onda (); Frequncia (f); Amplitude (A).
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Comunicaes Caractersticas de uma onda
12/11/2015
Comunicaes Uma onda pode ter uma forma qualquer!
12/11/2015
No entanto:
O comprimento de onda caracteriza a periodicidade da onda no espao.
O perodo caracteriza a periodicidade da onda no tempo.
videos/wave-on-a-string_en.jar
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Comunicaes O que um movimento harmnico simples
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Quando se pretende eliminar rudos na aparelhagem eletrnica utilizada em
programas sonoros, os engenheiros eletrotcnicos e de som investigam o que
acontece com os sinais harmnicos.
- Os sinais harmnicos so sinusoidais e peridicos (so descritos
matematicamente por uma funo trigonomtrica).
- Os sinais harmnicos resultam de perturbaes produzidas por osciladores
animados de movimento harmnico simples.
- Um oscilador descreve um movimento harmnico simples, num dado
referencial, quando a sua coordenada de posio nesse referencial uma
funo sinusoidal num dado intervalo de tempo.
Comunicaes
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Se puxarmos para baixo um corpo de massa m,
colocado na extremidade de uma mola, e depois o
largarmos verificamos que o corpo oscila.
Se representarmos graficamente a variao da
posio y em relao posio de equilbrio em
funo do tempo obtemos uma curva anloga da
funo seno ou cosseno.
Da anlise do crculo trigonomtrico, conclumos que:
y = A sin a e sendo a = w t + o se o = 0 ento
y = A sin (w t)
Movimento peridico movimento harmnico simples
O que um movimento harmnico simples
../../../Ano Lectivo 2006_07/exp_fisica/ph11br/mov_h_s.htm
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Comunicaes Lei do movimento harmnico simples - MHS
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y = A sin ou y = A sin (w t + 0)
y elongao do corpo oscilante
A amplitude da oscilao
= (w t + 0) o ngulo de fase ou simplesmente fase
w frequncia angular do oscilador
0 a fase inicial ou fase na origem: determina o afastamento da posio de equilbrio no instante t = 0 s
Comunicaes Lei do movimento harmnico simples - MHS
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Comunicaes Lei do movimento harmnico simples - MHS
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Lei do movimento:
y = f ( t )
y = A sin ( t)
ou
y = A cos ( t)
Comunicaes Sinal harmnico e onda harmnica ou sinusoidal
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A amplitude das oscilaes
velocidade ou frequncia angular
(T o perodo do movimento peridico e
f a respetiva frequncia)
y elongao do corpo oscilante. O seu valor mximo
coincide com +A e o mnimo com -A
y = A sin (w t)
f 2
ou
2
w
w
T
y = A cos (w t)
ou
Usar uma ou outra expresso depende apenas das condies iniciais de oscilao.
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Comunicaes Sinal harmnico e onda harmnica ou sinusoidal
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Evoluo no tempo de uma onda sinusoidal Evoluo no espao de uma onda sinusoidal
Um sinal harmnico, com um dado perodo e uma dada frequncia, pode
propagar-se no espao e no tempo atravs de uma onda harmnica ou
sinusoidal.
As grandezas que caracterizam as ondas harmnicas so:
A amplitude (A); o comprimento de onda (); o perodo (T); a frequncia (f)
Comunicaes Como se forma uma onda sinusoidal?
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Uma onda sinusoidal possui
uma periodicidade no espao
de valor igual ao c.d.o., .
Representao temporal das vibraes
sucessivas de pontos de um meio
material, relativamente s suas
posies de equilbrio.
A anlise da progresso da onda
permite afirmar que:
- No instante t =T/2, a onda percorre o
espao de /2;
-No instante t =T, a onda percorre o
espao de ;
- Etc.
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Comunicaes Como se forma uma onda sinusoidal?
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Embora iniciem o movimento em instantes diferentes, cada partcula
oscilar de acordo com a lei do MHS.
Comunicaes Como se forma uma onda sinusoidal?
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1. Fazer exerccios do livro, pgina 146.
TPC
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