A1 Ondas mecânicas e oscilação em molas

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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
Física, ondas, eletricidade e magnetismo 
Ondas Mecânicas 
 
1. Anote na tabela 1 os valores para as posições da sonda 
referente aos mínimos de intensidade encontrados na 
frequência ajustada. A unidade de distância apresentada pela 
caixa “Posição da sonda” é o centímetro, converta os valores 
medidos para metro antes de anotá-los na tabela. 
Considerando A0 (zero) como a extremidade do tubo 
ressonante. 
 Medidas 
(m) 
 
Frequência 
(Hz) 
A0 –> A1 A1 –> A2 A2 –> A3 A3 –> A4 
368 0,01 0,46 
122 0,02 
614 0,01 0,28 0,56 
858 0,01 0,20 0,40 0,60 
 
 
O tubo ressonante utilizado no experimento apresenta uma 
extremidade fechada (associada ao gerador de onda sonora) e outra 
aberta, onde a sonda se posiciona inicialmente. 
Em um sistema como o descrito, os pontos de menor intensidade de 
vibração (apresentam amplitude desprezível) correspondem a 
metade comprimento de onda (λ). Então para a determinação de λ, 
multiplique por dois o valor encontrado dos mínimos de intensidade. 
 
2. Utilize os valores da tabela 1 para preencher a tabela 2 com o 
comprimento de onda médio. 
 
 Medidas 
(m) 
 
Frequência 
(Hz) 
λ01 λ12 λ23 λ34 λmédio 
368 0,02 0,92 0,47 
122 0,04 0,04 
614 0,02 0,56 1,12 0,56 
858 
 
0,02 0,40 0,8 1,2 0,605 
 
3.Qual a velocidade do som encontrada para este ensaio? 
 Velocidade de propagação 
 V= λ * f 
 V1=0,47*368 
 V1= 171,96m/s 
 
V2=0,04*122 
V2= 4,92 m/s 
 
V3 = 0,56* 614 
V3 = 343,84 m/s 
 
V4= 0,605*858 
V4= 519,1m/s 
 
 Velocidade do som 
 V= C0√
𝑇
𝑇0
 
 
 V1 = 172,96 √298,15
273,15
= 180,70 m/s 
 
V2=4,92√298,15
273,15
= 5,14m/s 
 
 V3= 343,84 √298,15
273,15
= 359,23 m/s 
 
 V4= 519,1√298,15
273,15
= 542,33 m/s 
 
4. A velocidade do som apresentou valores diferentes para os 
diversos valores de frequências utilizados no experimento? Se sim, 
explique motivos das possíveis diferenças. 
R: Sim, quanto maior a frequência maior a velocidade do som 
 
5. Qual relação pode ser observada entre a frequência e quantidade 
de ¨nós¨ apresentados pela onda sonora? Explique. 
R: Como a frequência é definida como número de oscilações por unidade 
de tempo, frequências maiores apresentam mais pontos de mínima 
intensidade, consequentemente mais “nós” 
 
6. Se ao invés de medir os mínimos de intensidade você medisse os 
máximos, seria possível encontrar os comprimentos de onda e 
consequentemente determinar a velocidade do som? Explique. 
R: Sim, seria possível, pois o comprimento de onda é definido como a 
distância entre duas cristas ou dois vales, não teria diferença em medir 
os mínimos ou os máximos para encontrar o comprimento de onda 
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AVALIAÇÃO DOS RESULTADOS 
Oscilação em molas 
 
1. Agora que você analisou o comportamento de molas com e 
sem amortecimento, responda com base nos seus 
conhecimentos: 
Descreva o comportamento de cada uma das molas. 
Mola 1: Caracteriza o movimento harmônico simples, repete-se a 
intervalos regulares, composto de oscilações senoidais a partir do 
ponto de equilíbrio, por meio de frequências constantes de amplitude, 
mesmo que a frequência independa da amplitude. Esse movimento é 
chamado periódico, sendo que o período e a frequência são 
independentes da amplitude e da fase inicial do movimento. 
Mola 2: Caracteriza o movimento harmônico subamortecidas. Este 
movimento oscila diminuindo gradualmente sua amplitude até chegar 
ao seu equilíbrio. 
Mola 3: Caracteriza movimento harmônico crítico. Nesta situação, não 
há oscilação, o corpo retorna para a posição de equilíbrio mais rápido 
que no movimento harmônico superamortecido. 
Mola 4: Caracteriza o movimento harmônico superamortecido, não 
chega a oscilar, o corpo retorna para o seu equilíbrio lentamente. 
 
Conclusão: As molas 2,3 e 4 diferentemente das oscilações 
harmônica simples, como na situação da mola 1, as mesmas não 
caracterizam conservativos, ou seja, há dissipação de energia. Esta 
dissipação de energia se dá pela redução da força externa sendo 
chamada de oscilador harmônico amortecido. 
 
2. A partir da observação dos gráficos deslocamento x tempo, qual 
foi o tipo de oscilação observado em cada uma das molas? 
 
Mola 1: Oscilação simples. Movimento harmônico simples. 
Mola 2: Oscilação amortecido. Movimento amortecido subcrítico. 
Mola 3: Oscilação amortecida. Movimento amortecido crítico. 
Mola 4: Oscilação amortecido. Movimento amortecido supercrítico.