EXPERIMENTO 1 – MOVIMENTO ONDULATÓRIO
Por: pedrogf1056 • 26/8/2017 • Relatório de pesquisa • 867 Palavras (4 Páginas) • 618 Visualizações
UNIVERSIDADE DE
EXPERIMENTO 1 – MOVIMENTO ONDULATÓRIO
21 de Março de 2014
EXPERIMENTO 1 – MOVIMENTO ONDULATÓRIO
Trabalho solicitado para fins de avaliação parcial da disciplina de Física 2 Experimental.
- Objetivos
O experimento tem como objetivo a criação de ondas, afim de que seja realizada a observação da: interdependência entre velocidade, frequência e comprimento de onda. Além disso, avaliar e observar as propriedades que afetam a velocidade de propagação da onda e por fim a relação entre os harmônicos em sistemas de ondas estacionárias.
- Introdução Teórica
Para a realização do experimento exploramos os conhecimentos adquiridos em Leis de Newton, propagação de ondas, reflexão de ondas em obstáculos fixos e ondas estacionárias.
Neste experimento abordaremos as Ondas Mecânicas que tem por característica, serem governadas pelas Leis de Newton, e existem apenas em meio material como o Ar, a Água, e/ou as rochas.
Para este experimento em particular, abordaremos as Ondas Transversais em uma corda elástica esticada, que se enquadra como uma onda transversal. Denomina-se transversal devido ao deslocamento dos elementos da corda ser sempre perpendicular a direção de propagação da onda.
No estudo de ondas temos como parâmetros fundamentais: Amplitude, Frequência, e Velocidade de Propagação. Qualquer onda de forma arbitrária, pode ser decompostas em onda Senoidais de várias frequências e amplitudes. Cada onda dessas em determinados instantes de tempo, possuem um deslocamento espacial que pode se expressa pelo comprimento de onda(λ), o qual é uma função da frequência( que tem por definição ser o número de oscilações por segundo), e temos também que quanto maior for a velocidade, maior será a distância entre dois máximos consecutivos(comprimento de onda).
- Procedimentos
Para realizar o experimento, utilizou-se um pedaço de elástico, um oscilador, uma trena e uma balança de precisão.
Primeiramente foi medido o comprimento de um pedaço da corda não esticada (L), o seu peso correspondente (Pc), e a densidade linear(µ).
Para se calcular a velocidade de propagação da onda, além da densidade linear da corda, é necessário o valor do modulo da tensão aplicada no fio, que foi calculado utilizando a segunda lei de newton, igualando-a à forca gravitacional do peso pendurado. Entao:
[pic 1]
Onde M é a soma das massas do peso e da corda, e g é a gravidade.
Com o valor, da tensão, pode-se calcular a velocidade de propagação da onda(v).
Dando prosseguimento ao experimento, ligou-se o oscilador e aumentou-se frequência até encontrar a frequência fundamental (n=1). Foi anotado o valor da frequência observada e em seguida aumentou-se a frequência até encontrar os valores para n=2,3,4,5,6,7,8; os quais também foram anotados.
Sabendo que o comprimento de onda pode ser calculado como foi traçado o gráfico de f em função de . Como é uma relação linear, a constante de proporcionalidade obtida será o modulo da velocidade. [pic 2][pic 3]
- Material Utilizado
Para a realização do experimento dispomos dos materiais detalhados a seguir, presentes nos Kit de nº ____:
- 01 Excitador de ondas PASCO modelo (WA-9857);
- 01 Gerador de ondas senoidais PASCO (WA-9867);
- 01 Balança de precisão (0,1g);
- 2m de corda elástica;
- 01 Conjunto de pesos (total de 450g) com suporte;
- 02 Suportes de fixação;
- 01 Poste com roldana;
- Dados Experimentais
Obtivemos as seguintes medidas:
- m = 5,5 ± 0,1g
L = 1,87m ± 0,052
µ = = 4,47 x ± 0,03kg/m[pic 4][pic 5]
- Calculando a tração aplicada no elástico
M = 332,8 x [pic 6]
g = 9,8 m/s²
N[pic 7]
- Calculo da velocidade esperada
V = 27,21 ± 1,12 m/s
- Frequências observadas para diferentes valores n
N | Frequência (f) – Hz | Comp. de Onda ()[pic 8] |
1 | 15,1 ± 0,1 | 1,98 ± 0,052 |
2 | 25 | 0,99 |
3 | 40 | 0,66 |
4 | 56,2 | 0,49 |
5 | 71,3 | 0,40 |
6 | 86,1 | 0,43 |
7 | 101 | 0,28 |
8 | 115 | 0,24 |
A partir dos dados da tabela acima, obtivemos os seguintes gráficos:
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