Calculadora de Frequência

A calculadora de frequência permitirá que você encontre rapidamente a frequência de uma onda, dado o comprimento de onda e sua velocidade ou período. Caso você não saiba a velocidade de onda de cabeça, pode escolher uma das velocidades predefinidas na nossa calculadora.

No texto, você também encontrará a definição de frequência, duas fórmulas para a frequência (relação entre o período e a frequência e entre o comprimento de onda e a frequência), além de alguns exemplos que mostram como calcular esta grandeza.

Se você quiser saber mais sobre ondas, consulte a calculadora de comprimento de onda da Omni e, se quiser saber a frequência das notas musicais, consulte a nossa calculadora de notas musicais 🇺🇸.

Dê uma olhada no modelo de onda a seguir, ele ajudará você a entender os termos usados na definição de frequência abaixo.

Frequência é o número de ciclos completos da onda por segundo. Em outras palavras, a frequência nos diz quantas cristas de onda passam por um determinado ponto em um segundo.

Essa definição de frequência nos leva à fórmula da frequência:

onde $f$ indica a frequência e $T$ representa o tempo necessário para completar um ciclo de onda medido em segundos.

A unidade de frequência do SI é o hertz (Hz), que equivale a 1/s (um ciclo por segundo). Outras unidades de frequência incluem mili-hertz (mHz), quilo-hertz (kHz), mega-hertz (MHz), giga-hertz (GHz) e tera-hertz (THz).

Dê uma olhada em outra imagem que nos permitirá ver a conexão entre frequência e comprimento de onda. O comprimento de onda é a distância entre duas cristas (ou vales) adjacentes. Em outras palavras, é o comprimento de um ciclo de onda. Quanto maior o comprimento de onda, menor a frequência:

Além disso, se soubermos quão rápidas as ondas viajam (velocidade da onda), determinamos quantas delas passarão por um dado ponto por segundo. Isso significa que quanto maior a velocidade da onda, maior a frequência.

Essas duas relações, entre frequência e comprimento de onda ($\lambda$) e entre frequência e velocidade ($v$) nos levam à seguinte equação de frequência:

A calculadora de frequência da Omni incorpora as fórmulas de frequência mencionadas acima. Portanto, você pode usá-la como uma calculadora de período para frequência ou como uma calculadora de comprimento de onda para frequência.

Como usá-la para calcular o período a partir da frequência? (Como encontrar a frequência se você souber o período?)

1. Insira o tempo em que ocorre um ciclo de onda (período). A calculadora determinará a frequência.

2. Você pode usar essa calculadora para determinar o período se souber a frequência.

Como usá-la para calcular o comprimento de onda a partir da frequência? (Como calcular a frequência a partir do comprimento de onda?)

1. Escolha o tipo de onda e seu meio na lista do primeiro campo. Por padrão, definimos isso como luz no vácuo. Se você selecionar a opção "Definir uma velocidade da onda personalizada", você pode inserir a velocidade da onda que deseja.

2. Digite o comprimento de onda e o valor da frequência será exibido.

Então, basicamente, você pode inserir duas variáveis quaisquer, e a terceira aparecerá imediatamente 😀

Para esclarecer qualquer dúvida sobre como calcular a frequência a partir do período, vamos analisar alguns exemplos simples. Em primeiro lugar, lembre-se da equação de frequência:

Exemplo 1:

Como encontrar a frequência de uma onda na qual um ciclo é concluído em 0,25s:

Lembre-se de converter $\frac{1}{\text{s}}$ para a unidade de frequência:

Exemplo 2:

Como encontrar a frequência de uma onda na qual ocorrem 360 ciclos em 1 minuto:

Desta vez, queremos aprender como encontrar a frequência de uma onda se você tiver a velocidade da onda e o comprimento de onda. Você precisa usar a seguinte fórmula da frequência:

Exemplo 1:

A velocidade de uma onda é igual a 320 m/s, e seu comprimento de onda é 8 m. Desta forma, sua frequência será:

Exemplo 2:

Encontre a frequência da luz se o comprimento de onda for igual a 3.000 km. A velocidade da onda é igual à velocidade da luz no vácuo, aproximadamente igual a $300.000\ \tfrac{\text{km}}{\text{s}}$. Usando a fórmula da frequência, obtemos:

Na comunicação sem fio, temos um volume elipsoide entre a antena do transmissor e a antena do receptor. Essa região é determinada pela distância entre as antenas e a frequência da onda sem fio. Ela é chamada de Zona de Fresnel e pode ser visualizada na figura abaixo:

A partir da fórmula principal da zona de Fresnel, deduzimos que quanto maior a frequência, menor o volume do elipsoide que precisa estar livre para uma comunicação sem fio adequada. Por outro lado, para uma frequência baixa, obtemos uma zona de Fresnel maior, que pode ser facilmente bloqueada por edifícios ou árvores e, portanto, produzir uma comunicação sem fio instável.

Quando duas ondas de frequência diferentes, interferem entre si de forma construtiva e destrutiva, elas produzem um padrão de interação chamado de batimento. Você pode encontrar a frequência específica de um batimento com a calculadora de frequência de batimento 🇺🇸 da Omni.

Outro fenômeno interessante devido à interação de ondas com diferentes frequências, é a ressonância. A ressonância pode ocorrer, por exemplo, quando o ar passa por uma cavidade, como ao assopramos o gargalo de uma garrafa vazia.

Essa cavidade ressonante é conhecida como ressonador de Helmholtz. Caso o volume da cavidade varie, a frequência de ressonância muda. Você pode determinar a frequência de ressonância de cavidades com diferentes volumes usando a nossa calculadora do ressonador de Helmholtz 🇺🇸.