fisica experimental

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA E MATEMÁTICA

ONDAS ESTACIONÁRIAS EM UMA CORDA FINITA

TURMA: SABADO 8:50 – 10:30

BELO HORIZONTE – MG
16 de Maio de 2013
Objetivos:
Com o relatório seguinte espera-se produzir-se ondas estacionárias em uma corda a fim de permitir a análise experimental das características de diferentes meios e relacioná-las com a diferença na frequência e no comprimento de onda. Além disso, calcular-se-á a densidade linear de massa de uma corda a partir de suas frequências de oscilação.

Introdução:
As ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão de vibração estacionário. São formadas pela superposição de duas ondas idênticas, de mesma frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda e mesma direção mas em sentidos contrários. Um exemplo de ondas estacionárias são as ondas de uma corda com as extremidades fixas. Essas são alvo do estudo desse relatório. Quando uma corda fixa em ambas as extremidades é excitada com um movimento harmônico simples de amplitude pequena, são produzidos padrões de ondas estacionárias para certas frequências de excitação. As frequências que geram este comportamento são chamadas de frequência de ressonância. Nesse caso, as ondas refletidas em cada extremidade sobrepõem-se à outra gerando padrões de interferência típicos. Esses padrões são apresentados na Figura 1.
FIGURA 1: PADRÕES TÍPICOS DE INTERFERÊNCIAS EM ONDAS ESTACIONÁRIAS

FONTE: ROTEIRO PRÁTICAS DE FÍSICA EXPERIMENTAL 2 ONDAS ESTACIONÁRIAS EM UMA CORDA FINITA
Para que essas situações ocorram, o comprimento “ℓ” da corda deve satisfazer a relação:

Em que n=1,2,3,... Portanto as frequências naturais de oscilação de uma corda que tem as duas extremidades fixas são dadas por

Além disso, em uma corda uniforme de densidade linear de massa “μ”, submetida a uma tensão “T”, a velocidade de propagação de um pulso ou de uma onda transversal é dada por:

Sendo