Exp. Ondas Estacionárias
Por: Rafaella Salustino • 12/9/2016 • Trabalho acadêmico • 2.158 Palavras (9 Páginas) • 494 Visualizações
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA - UEPB
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – CCTS
ENGENHARIA CIVIL – BACHARELADO
FISICA EXPERIMENTAL 2
RELATÓRIO DO EXPERIMENTO:
ONDAS ESTACIONÁRIAS
Docente: Priscila Santos
Acadêmicos: Brenda Gomes de Sousa
Jákson Igo Soares Sena
João Pedro Costa da Silva Moura
Rafaela Salustino da Costa
Tiago Weber dos Santos
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA - UEPB
CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – CCTS
ENGENHARIA CIVIL – BACHARELADO
FISICA EXPERIMENTAL 2
RELATÓRIO DO EXPERIMENTO:
ONDAS ESTACIONÁRIAS
O seguinte relatório foi idealizado a partir da realização de experimentos no laboratório de Física Experimental 2, sob orientação da profa. Priscila Santos, servindo assim, como quesito de avaliação de aprendizado da disciplina de física experimental 2.
Araruna – PB
Agosto de 2016
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. Ondas Estacionárias
2.2. Modos Normais de vibração
3.PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
3.1 – Materiais utilizados no experimento de Ondas Estacionárias
3.2 – Metodologia: Ondas Estacionárias
4.RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.CONCLUSÃO
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. INTRODUÇÃO
Na história da Física grandes cientistas dedicaram-se ao estudo de ondas como Robert Hooke, Isaac Newton, Doppler. Nos últimos séculos o estudo das ondas, tanto mecânicas como eletromagnéticas, foi uma das áreas da física que mais progrediu. O conhecimento de suas propriedades possibilita o estudo de frequências naturais de oscilação, principalmente para as obras de engenharia civil e é muito utilizado para evitarem problemas futuros nas mesmas, como também, é devido à compreensão das ondas, neste caso eletromagnéticas, que puderam se desenvolver os avanços na área de comunicação via satélite e rádio.
Ondas são perturbações que se propagam no espaço ou em meios (sólido, líquido e gasoso), transportando energia. Quando duas ondas periódicas de frequências, comprimentos e amplitude iguais, propagam-se em direção e sentidos contrários, obtém-se uma superposição, onde vemos se formar uma figura de interferência chamada de onda estacionária.
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O caso mais simples de se obter uma onda estacionária é através de uma corda fixa numa das extremidades e uma fonte na outra, que faz vibrar com movimentos verticais periódicos, produzindo perturbações regulares que se propagam na extensão da corda. Há pontos que não se movimentam na corda, conhecidos como nós, e pontos que vibram com amplitude máxima, chamados ventres.
Em vista disso, foram realizados dois procedimentos experimentais com o objetivo de compreender a relação entre força de tração e comprimento de onda em uma onda estacionária e reconhecer o fenômeno de refração da mesma (mudança de velocidade e direção de propagação ao passar em um meio).
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1. Ondas Estacionárias
Uma onda estacionária é resultado da interferência mútua entre duas ondas de mesma amplitude e comprimento de onda e que se propagam em sentidos opostos. Do ponto de vista matemático, podemos descrever essa situação da seguinte maneira: sejam e as duas ondas já referidas. Suas equações e a soma delas será:[pic 5][pic 6]
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(I)[pic 10]
A equação (I), por apresentar o produto de uma função de por outra de , não corresponde a uma onda estacionária, que é de forma geral . Assim, a equação (I) descreve uma onda que não se propaga.[pic 11][pic 12][pic 13]
Um importante fato sobre as ondas estacionárias é que em uma dada posição da onda, as oscilações em torno daquela posição se dão com amplitude constante.
2.2. Modos Normais de vibração
Para a situação anteriormente descrita, nas extremidades fixa, a corda não pode oscilar e tem, portanto, amplitude é nula nesse ponto. Estes pontos são chamados de nós e a distância entre dois nós consecutivos é . Assim, a condição de onda estacionária numa corda de extremidades fixas será:[pic 14]
, n = 1,2,3... (II)[pic 15]
Como o comprimento do fio () é relacionado com o comprimento de onda pela equação e a equação que relaciona a frequência com o comprimento de onda, temos:[pic 16][pic 17][pic 18]
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Onde .[pic 21]
Outra relação importante para a descrição matemática das ondas é a relação entre a densidade linear da corda vibrante , a tração que atua nela e a velocidade da onda a se propagar, A relação é descrita na equação IV.[pic 22][pic 23][pic 24]
(IV)[pic 25]
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