Celeridade de Onda em Águas Rasas
Calcula a celeridade de uma onda em águas rasas, c = √(g·h), a partir da profundidade da água h (m) e da gravidade g. O resultado, em m/s, é a velocidade de propagação quando a profundidade é muito menor que o comprimento de onda — situação em que a onda 'sente' o fundo e sua velocidade passa a depender apenas da profundidade, não mais do período. É por isso que as ondas refratam ao se aproximar da costa (a parte em água mais funda viaja mais rápido) e por que tsunamis viajam a centenas de km/h no oceano profundo e desaceleram (empilhando energia) ao chegar à costa. Informe a profundidade da água.
Resultado
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Celeridade em águas rasas
Quando uma onda chega a águas rasas (profundidade muito menor que o comprimento de onda), algo muda radicalmente: a onda passa a 'sentir' o fundo, e sua velocidade deixa de depender do período e passa a depender só da profundidade: c = √(g·h). Quanto mais rasa a água, mais lenta a onda. Essa simples fórmula explica fenômenos dramáticos. A refração: como a parte da onda em água mais funda viaja mais rápido que a parte em água mais rasa, a frente de onda curva, tendendo a se alinhar paralela à costa — por isso as ondas quase sempre chegam quase de frente para a praia, mesmo vindas de ângulos oblíquos. Os tsunamis: no oceano profundo (h ~4000 m), um tsunami viaja a c = √(9,81 × 4000) ≈ 200 m/s (700 km/h!), tão rápido quanto um jato, mas com altura de poucas dezenas de centímetros — imperceptível para navios; ao chegar à costa rasa, desacelera drasticamente, e como a energia se conserva, a onda empilha em altura, podendo atingir dezenas de metros. A focalização de energia em pontas e baías, e a quebra das ondas. A fórmula c = √(gh) é a base da hidrodinâmica costeira e da modelagem de inundação por tsunami e maré meteorológica. Informe a profundidade da água.
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Celeridade de Onda em Águas Profundas
Calcula a celeridade (velocidade de fase) de uma onda oceânica em águas profundas, c = g·T ÷ (2π), a partir do período T (s) e da gravidade g. O resultado, em m/s, é a velocidade com que a crista da onda se propaga. Em águas profundas, ondas de maior período viajam mais rápido — fenômeno chamado dispersão, que faz o swell de período longo chegar à costa antes das ondas curtas geradas pela mesma tempestade. A celeridade é metade da velocidade de grupo (com que a energia viaja) em águas profundas. É um conceito-base da hidrodinâmica de ondas. Informe o período da onda.
Comprimento de Onda Oceânica
Calcula o comprimento de onda de uma onda oceânica em águas profundas, L = g·T² ÷ (2π), a partir do período da onda T (s) e da gravidade g (9,81 m/s²). O resultado, em metros, é a distância entre duas cristas sucessivas — em águas profundas, depende apenas do período. Ondas de período longo (swell de tempestades distantes) têm comprimentos muito maiores que as ondas locais de vento. O comprimento de onda determina a profundidade em que a onda 'sente' o fundo (cerca de L/2), começa a refratar e a empolar até quebrar. É um parâmetro fundamental da teoria linear de ondas e da engenharia costeira. Informe o período da onda.
Velocidade de Grupo da Onda
Calcula a velocidade de grupo de uma onda oceânica em águas profundas, c_g = g·T ÷ (4π), a partir do período T (s). O resultado, em m/s, é a velocidade com que a energia da onda (e a 'envoltória' de um grupo de ondas) se propaga — exatamente metade da celeridade (velocidade de fase) em águas profundas. Essa diferença explica um fenômeno curioso: dentro de um grupo de ondas, cristas individuais surgem na traseira, avançam pelo grupo (mais rápidas que ele) e desaparecem na frente. A velocidade de grupo é a que importa para o transporte de energia e para prever a chegada do swell à costa. Informe o período da onda.
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