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.
Resultado
—
Velocidade de grupo da onda
Existe uma sutileza profunda na física das ondas: as cristas individuais e a energia da onda viajam a velocidades diferentes. A velocidade das cristas é a celeridade (velocidade de fase); a velocidade com que a energia — e a 'envoltória' de um grupo de ondas — se propaga é a velocidade de grupo, que em águas profundas é c_g = g·T ÷ (4π), exatamente a metade da celeridade. Essa diferença produz um fenômeno que se pode observar jogando uma pedra num lago calmo: o grupo de ondulações que se espalha avança como um todo a uma velocidade, mas, olhando de perto, cristas individuais surgem na retaguarda do grupo, avançam através dele (mais rápidas que o grupo), atingem amplitude máxima no centro e desaparecem na dianteira — como se as ondas 'corressem por dentro' do pacote. A velocidade de grupo é a que realmente importa para a engenharia e a oceanografia, porque é ela que transporta a energia. Quando se prevê a chegada de um swell a uma costa distante, é a velocidade de grupo (não a de fase) que determina quando a energia chega. É também a velocidade de grupo que aparece no cálculo do fluxo de potência das ondas (potência = energia × velocidade de grupo). E o conceito vai muito além das ondas do mar: a velocidade de grupo aparece na óptica (a velocidade com que a informação/energia de um pulso de luz viaja num meio dispersivo), na mecânica quântica (a velocidade da partícula associada a um pacote de ondas) e em qualquer fenômeno ondulatório dispersivo. Informe o período da onda.
Ferramentas Relacionadas
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.
Período de Onda
Calcula o período de uma onda, T = 1 ÷ f, a partir da frequência f (Hz). O resultado, em segundos, é o tempo entre a passagem de duas cristas sucessivas por um ponto fixo — uma das grandezas mais importantes de uma onda oceânica. O período determina o comprimento de onda e a celeridade (em águas profundas), a profundidade em que a onda interage com o fundo, e classifica o estado do mar: ondas de vento locais têm períodos curtos (3-8 s), enquanto o swell de tempestades distantes tem períodos longos (10-20 s), viaja mais rápido e penetra mais fundo. O período é medido por boias e usado em previsão de ondas. Informe a frequência da onda.
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.
Potência da Onda
Estima o fluxo de potência de uma onda oceânica por metro de frente de onda, P ≈ 0,5 × H² × T, a partir da altura da onda H (m) e do período T (s), em águas profundas (água do mar). O resultado, em kW/m, é a potência disponível por metro de largura da frente de onda — indicador-chave do potencial de energia das ondas para conversores (WECs). Litorais expostos a swells oceânicos (costa atlântica europeia, Pacífico) chegam a 30-70 kW/m, recurso energético renovável significativo. A potência cresce com o quadrado da altura e linearmente com o período. Informe a altura e o período da onda.
Energia da Onda
Calcula a densidade de energia de uma onda oceânica, E = (1 ÷ 8)·ρ·g·H², a partir da densidade da água ρ (kg/m³, ~1025 para água do mar), da gravidade g e da altura da onda H (m). O resultado, em J/m² (energia por unidade de área da superfície), é a soma das energias cinética e potencial da onda — proporcional ao quadrado da altura, por isso ondas grandes carregam muito mais energia. É a base do cálculo do potencial de geração de energia das ondas e do impacto sobre estruturas costeiras e a erosão de praias. Informe a densidade da água e a altura da onda.
Os resultados desta ferramenta têm caráter apenas informativo e educativo e não constituem aconselhamento profissional, financeiro, médico, jurídico, tributário ou contábil. Confirme decisões importantes com um profissional qualificado e fontes oficiais.