Fisica c - cordas vibrantes

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Universidade Federal de Sergipe
Centro de Ciências Exatas e Tecnologia
Departamento de Física
Laboratório de Física C

Relatório

Cordas vibrantes



São Cristóvão - SE
Abril de 2012
Relatório

Cordas vibrantes

ALUNOS:
LUCIO FERNANDO DA SILVA SANTOS
MARCOS SOUZA SANTOS
JOSE AUGUSTO ALVES DOS ANJOS SANTOS
RAIANNY SANTANA RODRIGUES



TURMA: 104524-N1
PROF ª. : LÍVIASANTANA






São Cristóvão - SE
Abril de 2012
INTRODUÇÃO

Uma onda pode ser entendida como uma perturbação que se propaga em um meio. Existem vários tipos de ondas na natureza, como por exemplo, ondas mecânicas e eletromagnéticas. Uma das principais propriedades das ondas é transportar energia sem arrastar o material onde ele se propaga.
Neste experimento, estudaremos as ondasestacionárias. Estas são ondas transversais que se propagam numa corda vibrante. Possuem grande amplitude de vibração e é uma manifestação de ressonância da corda em relação a uma força externa.
Quando um conjunto contínuo de ondas chega à extremidade fixa de uma corda, é como se originasse na extremidade outro conjunto contínuo de ondas que percorre a corda no sentido oposto. Se o limite deelasticidade da corda não for ultrapassado e se os deslocamentos forem suficientemente pequenos, o deslocamento real de qualquer ponto da corda é a soma algébrica dos deslocamentos das ondas individuais, princípio da sobreposição. Este princípio é extremamente importante em todos os tipos de movimento ondulatório e é aplicável não só às ondas numa corda, mas também a ondas sonoras, luminosas e, emgeral, ao movimento ondulatório de qualquer natureza.
Aplicamos a expressão interferência ao efeito produzido por dois ou mais conjuntos de ondas que passam simultaneamente pela mesma região. O aspecto da corda nestas circunstâncias não indica que duas ondas a percorrem em sentidos opostos. Se a frequência for suficientemente grande não se pode acompanhar visualmente o movimento, a corda parece estarsubdividida num certo número de segmentos. Na figura 1 é mostrado alguns aspectos instantâneos do movimento da corda. A corda apresenta em qualquer instante uma forma sinusoidal, mas, enquanto que numa onda progressiva a amplitude mantém-se constante à medida que se propaga aqui a onda permanece fixa na sua posição, e a amplitude da onda varia no tempo. Alguns pontos, designados nós, permanecemsempre em repouso. A este tipo de vibrações se denomina onda estacionária.

Fig. 1 Representação dos três primeiros modos harmônicos numa corda vibrante, onde se distinguem nove posições instantâneas de uma onda estacionária.

O desempenho dos instrumentos musicais, dos lasers e de muitos outros sistemas distintos depende do fenômeno das ondas estacionárias. Todas as características gerais destaclasse especial de ondas podem ser observadas numa corda esticada.
Para entender a formação de uma onda estacionária podem ser considerados os quatro gráficos de forma de onda em quatro instantes separados uns dos outros de 1/8 de período, como se representa na figura 2. As linhas a traço cheio fino representam uma onda que se desloca para a direita. As linhas a ponteado representam uma onda coma mesma velocidade, o mesmo comprimento de onda e a mesma amplitude, que se desloca para a esquerda. As curvas a traço cheio grosso representam a forma da onda resultante, obtida pelo princípio de sobreposição, isto é, somando os deslocamentos. Nos pontos da corda indicados pela letra N, o deslocamento resultante é sempre zero: estes pontos são os nós. A meia distância entre dois nósconsecutivos, as vibrações têm amplitude máxima. A distância entre dois nós consecutivos é /2.

Fig. 2 Formação de uma Onda Estacionária

Considerando agora o caso mais comum de uma corda fixada nas duas extremidades. Um conjunto contínuo de ondas sinusoidais reflete-se uma, duas e mais vezes, e como a corda está fixa em ambas as extremidades, estas devem ser nós. Como os nós estão separados de λ/2, o...
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