Física

Movimento Ondulatório: Onda na corda

Data: 21/12/2012

Grupo 2

Objetivos

O objetivo do experimento é discutir e observar ondas reais, utilizando-se de ondas estacionárias geradas em uma corda. O experimento permite mostrar a interdependência entre velocidade, frequência e comprimento de onda, avaliar as propriedades que afetam a velocidade de propagação e observar a relação dos harmônicos em sistemas de ondas estacionárias.

Introdução Teórica

Neste experimento, será analisado o movimento de uma onda em uma corda elástica esticada (sujeita à tração). Essa onda é conhecida como onda transversal, pois as oscilações produzidas pela onda são perpendiculares à sua direção de propagação.

Os parâmetros fundamentais que definem uma onda são a amplitude (módulo do deslocamento máximo dos elementos da corda a partir da posição de equilíbrio - A), a frequência (número de oscilações por segundo - f) e sua velocidade de propagação (v). Cada onda também possui um comprimento de onda (distância entre dois máximos consecutivos - λ) e um período (tempo que um elemento da onda eva para realizar uma oscilação completa - T).

De modo geral, as ondas que se propagam no sentido crescente do eixo das coordenadas são descritas por uma função do tipo y(x,t) = Asen(kx – ωt), em que o parâmetro A é a amplitude da onda; k é uma constante positiva conhecida como número de onda (k = 2π/λ); e ω é uma constante positiva conhecida como frequência angular (ω = 2π/T).

A onda se desloca em um comprimento de onda no tempo igual à uma período. Logo, pode-se dizer que sua velocidade de propagação é v = λ/T. Como a frequência de oscilação é f = 1/T, podemos expressar a velocidade de propagação como v = λf.

Uma característica fundamental do movimento ondulatório é expressa pelo princípio da superposição, que acontece quando duas ondas se propagam simultaneamente na mesma corda. O princípio diz que ondas superpostas se somam algebricamente para produzir uma onda resultante.