Fisica

ROTEIRO DE LABORATÓRIO: ONDAS ESTACIONÁRIAS NUMA CORDA VIBRANTE

1. Objetivos da aula:

* Conceituar ondas progressivas, superposição de ondas e ondas estacionárias numa corda. * Determinar o comprimento de onda, sua velocidade de propagação, o período e a freqüência de uma onda estacionária numa corda vibrante. * Conceituar freqüência natural de oscilação para uma corda vibrante e determinar sua freqüência fundamental e suas harmônicas. * Determinar a potência dissipada por uma onda.

2. Material utilizado:

* Balança digital, cabo, trena, massas aferidas, roldana, suporte para fixação, dispositivo para excitar a corda e gerar ondas estacionárias.

3. Desenvolvimento teórico.

Considere uma onda transversal propagando-se progressivamente (para a direita) numa corda com velocidade v. O deslocamento transversal da corda, y, define a forma do pulso que no instante inicial, t = 0s, é uma função da posição x, figura 1(a): y = f(x).

Num instante posterior, t, a onda terá percorrido a distância v.t.,figura 1(b). A equação da curva no instante t será: y = f(x – v.t)

y t = 0s

v

0 x

( a )

y v.t instante t

v

0 x

( b )

Figura 1 (a) Forma de um pulso produzido numa corda no instante t = 0s. (b) Num instante posterior t o pulso está à direita, a uma distância v.t da origem, e conserva a mesma forma y(0) = y(v.t), ou seja, y(x) = y(x – v.t). As mesmas considerações são válidas para um trem de ondas.

Considere agora a forma da onda na corda. Observam-se oscilações cíclicas, isto é, a forma da onda se repete.