ondas estacionarias

Ressonância – Cordas Vibrantes

Marcos Moura – 1222140070

Física I, Cléber

27 de Março de 2014

Resumo: Temos como objetivo desta experiência, gerar ondas estacionárias em uma corda; observar o fenômeno de ressonância; analisar a dependência da freqüência de vibração da corda e determinar a densidade linear da corda.

Introdução Teórica Consideremos uma corda fixa nas suas extremidades e sujeita a uma certa tensão. Se excitarmos um ponto desta corda através de um vibrador de freqüência qualquer, toda a extensão da corda entrará em vibração. Quando a freqüência do vibrador é igual a uma das freqüências próprias da corda, dizemos que o vibrador e a corda estão em ressonância. Neste caso, a amplitude de vibração da corda é máxima, e além disso, formam-se na mesma, ondas estacionárias.
Objetivos:

Gerar Ondas estacionárias em uma corda;
Observar o fenômeno de ressonância;
Analisar a dependência da freqüência de vibração da corda;
Determinar a densidade linear da corda;
Verificar experimentalmente a equação de lagrange.

A equação da onda estacionária esta em função de y (deslocamento da partícula em relação ao ponto de equilíbrio), ym (freqüência angular).(amplitude), k (número de onda) e
(1)
(2)
A amplitude é máxima, e igual a 2ym, e mínima, e igual a zero, para:
(3)
Vejamos um exemplo de ondas estacionárias:

Figura 1 – Ondas Estacionárias
Durante a ressonância, onde n é o número de ventres:
(4)
Combinando as equações 4, temos a fórmula de Lagrange para as freqüências de ressonâncias (harmônicos):
(5)

Materiais Utilizados
Abaixo a relação dos materiais utilizados no experimento:

Interface Digital Pasco Scientific®.;
Roldanas Fixas;
Cilindros de Massas Diferentes;
Balança Digital;
Cordão e ganchos para fixação dos cilindros.

Figura 1 – Interface

1. Interface Digital Pasco Scientific®.;
2. Mesas de Forças
3. Roldanas
4. Sensor de Forças
5. Cordão para fixação do anel e ganchos