ondas estacionarias em cordas

Páginas: 5 (1062 palavras) Publicado: 23 de setembro de 2014
FPB – Faculdade Internacional da Paraíba
Curso de Engenharia Civil – Manhã/ P2
Professor: Bruno César
Disciplina: Física II
Experimento: Ondas Estacionárias em Cordas
Alunos: Isabella Chianca
Natália Marques
Pedro Henrique Veloso
Rubens Basto
Virgínia Falcão
João Pessoa - PB
11 de Junho de 2014Introdução
Ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão de vibração estacionário.Formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas, mas em sentidos
opostos, normalmente quando as ondas estão confinadas no espaço como ondas sonoras
em um tubo fechado e ondas de uma corda com as extremidades fixas. Esse tipo de onda
é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nodos ou nó. São ondas
resultantes da superposição de duas ondas de mesmafrequência, mesma amplitude,
mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos.
Em uma corda uniforme de densidade linear de massa µ, submetida a uma
tensão T, a velocidade de propagação v de um pulso ou de uma onda transversal é
dada por:
Para pequenas amplitudes de oscilação, essa velocidade independe da forma
e da amplitude da onda.
Duas ondas de mesmo comprimento de onda,propagando-se em direções
opostas, dão origem a ondas estacionárias. Isso ocorre, por exemplo, quando
vibrações são produzidas em uma corda esticada com as extremidades fixas, como
representado na Figura 1. Nesse caso, as ondas refletidas em cada extremidade
superpõem-se àquelas que estão se propagando em sentido oposto e produzem
configurações determinadas pela condição de que, em qualquer instante, aamplitude
deve ser nula nesses dois pontos, ou seja, as duas extremidades devem ser nodos.
Para que essa situação ocorra, o comprimento ℓ da corda deve satisfazer a relação:
n

,
2
em que n = 1, 2, 3,…Portanto as frequências de oscilação de uma corda que tem as duas
extremidades fixas são dadas por:
Ν n
v
.
2
Essas ondas estacionárias, mostradas na Figura 1, são chamadas demodos
normais de vibração da corda. O modo fundamental corresponde à frequência em que
n = 1; o primeiro sobretom corresponde àquela em que n = 2; e assim,
sucessivamente.

FIGURA 1 - Possibilidades de ondas estacionárias em uma corda de comprimento ℓ com
ambas as extremidades fixas; estão representados os modos em que n = 1, 2 e 3.
As ondas produzidas por vibrações de uma corda sãorapidamente
amortecidas, a não ser que seja continuamente fornecida energia para manter suas
amplitudes constantes. Se a corda for submetida a uma força externa, periódica, com
frequência igual à frequência de um de seus modos normais, mesmo uma pequena
força poderá produzir ondas de grande amplitude. Esse efeito é chamado de
ressonância. Nesse caso, a força externa fornece energia à cordacontinuamente, e
o amortecimento, causado pelo atrito, determina a amplitude das oscilações — se o
amortecimento for pequeno, a amplitude das oscilações poderá ser muito grande.Objetivos
Esse experimento teve como objetivo encontrar as densidades de duas cordas
diferentes, denominadas “corda azul” e “corda vermelha”, através de ondas estacionárias
produzidas nessas mesmas cordas.
ProcedimentoExperimental
Estabelecer ondas estacionárias em um cordão e construir uma tabela para valores
de 
e T.
1 – Pese as massas e os cordões.
2 – Tome o cordão fornecido amarre uma de suas extremidades no orifício central
da haste do gerador, passe-o pela roldana que está fixada na borda da mesa e amarre a
outra extremidade na bandeja. Coloque uma das massas fornecidas na bandeja.
3 – Ligue ogerador e ajuste o comprimento do cordão de modo que sejam
produzidas ondas estacionárias com nodos e ventres bem definidos (n=1, n=2 e n=3,
conforme a figura 1).
4 – Meça o comprimento L (conforme a figura 1).
5 – Varie a tensão na corda (ou seja, altere o valor da massa que está presa na
extremidade da corda).
Meça novamente a distância entre dois nodos. Faça este procedimento...
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