ondas estacionárias

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS – UFAM 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET 
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 
FÍSICA EXPERIMENTAL II 
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 
 
 
 
 
Erica Dias Brasil 
Jadyelen Cristina Souza da Silva 
Lorena Freitas de Negreiros 
Renata Lima Damasceno 
Paulo Cezar Belem Zuani 
Vitor Lopes de Matos 
 
 
 
AULA PRÁTICA 02: ONDAS ESTACIONÁRIAS 
 
 
 
 
 
 
ITACOATIARA – AM 
2023 
Erica Dias Brasil 
Jadyelen Cristina Souza da Silva 
Lorena Freitas de Negreiros 
Renata Lima Damasceno 
Paulo Cezar Belem Zuani 
Vitor Lopes de Matos 
 
 
 
 
 
 
AULA PRÁTICA 02: ONDAS ESTACIONÁRIAS 
 
 
Relatório técnico apresentado como 
requisito para obtenção de aprovação na 
disciplina Física Experimental II, no 
curso de Engenharia de Produção, na 
Universidade Federal do Amazonas- 
ICET. 
 
 
 
 
 
 
 
ITACOATIARA – AM 
2023 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO........................................................................... 5 
2 OBJETIVO..................................................................................6 
3 MATERIAIS UTILIZADOS NO EXPERIMENTO...............6 
4 PROCEDIMENTOS...................................................................8 
5 RESULTADOS............................................................................9 
5 CONCLUSÃO.............................................................................10 
REFERÊNCIAS.............................................................................11 
 
RESUMO 
Este relatório tem como objetivo dar um enfoque ao movimento das ondas estacionárias 
em uma corda vibrante, através de um experimento realizado em sala de aula. A 
experimentação consistiu em produzir ondas progressivas em um fio, este com uma das 
extremidades presa e a outra amarrada a um dispositivo em Movimento Harmônico 
Simples. A partir da experimentação e coleta de dados, foi possível calcular os 
comprimentos da onda para os primeiros harmônicos, e a velocidade de propagação das 
ondas na corda. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A ondulatória é a parte da Física responsável por estudar as características e 
propriedades em comum do movimento das ondas, estes sendo causados por uma 
perturbação, propagando-se através de um meio de um ponto a outro. Toda e qualquer 
tipo de onda é capaz de transportar energia, mas não matéria. 
As ondas são classificadas levando-se em consideração sua natureza de vibração, 
podendo ser mecânicas e eletromagnéticas. As ondas mecânicas, em um todo, 
necessitam de um meio para se propagarem, este sendo elástico e deformado para o 
surgimento das ondas. Já as ondas eletromagnéticas surgem em consequência de cargas 
elétricas oscilantes, e podem se propagar tanto no vácuo quanto em alguns meios. 
Ondas estacionárias é o nome dado a oscilações periódicas produzidas pela interferência 
entre ondas de mesma frequência, que se propagam ao longo da mesma direção e em 
sentidos opostos. Esse tipo de onda ocorre quando há uma interferência do tipo 
construtiva, ou seja, quando duas ondas, de mesma fase, se superpõem e uma reforça a 
outra, tendo como resultado uma onda maior que as originais. 
O fenômeno que dá origem às ondas estacionárias é a ressonância, que se caracteriza 
pelo recebimento de energia por um sistema físico através de excitações com frequência 
igual a uma de suas frequências naturais. Dessa forma, o sistema passa a vibrar com 
amplitudes cada mais maiores. 
As ondas estacionárias são caracterizadas, por sua vez, pelo número de ventres 𝑛 que 
aparecem. O número de ventre 𝑛 tem ligação com o comprimento de onda 𝜆. 
 
onde 𝜆𝑛 é o comprimento de onda para ondas estacionárias, 𝑛 é o número de ventres e 𝑙 
é o comprimento da corda. 
As frequências 𝑓 em ondas estacionárias, ou seja, frequências de ressonância, são 
obtidas a partir das seguinte equação: 
 
onde 𝑣 é a velocidade da onda. Substituindo 𝜆𝑛, obtêm-se: 
 
A velocidade 𝑣 de uma onda estacionária, por sua vez, é obtida através da equação: 
 
onde 𝑇𝑐 é a tensão da corda e 𝜇, a densidade linear (massa por unidade de 
comprimento) da corda. 
Dessa forma, substituindo 𝑣, pode escrever-se: 
 
O objetivo principal desta experimentação, através de um simulador virtual, é o cálculo 
do comprimento de onda 𝜆 e da velocidade 𝑣 de harmônicos diferentes. 
 
 
 
2. OBJETIVO 
O experimento realizado tem por objetivo produzir ondas estacionárias em uma corda 
afim calcular a densidade linear da mesma usando as frequências de oscilações. 
 
 
3. MATERIAIS UTILIZADOS NO EXPERIMENTO 
 
 
 
 
 
• Gerador de Ondas Estacionária 
• Fio de malha 
• Régua 
• Balança 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. PROCEDIMENTOS 
Ao ligar o equipamento, foi aumentando aos poucos a frequência emitida afim de 
visualizar o primeiro ponto de ressonância. O valor de frequência encontrado foi 
anotado e utilizado em cálculos que serão mostrados mais adiante neste relatório. 
Em seguida mediu-se a frequência para que fosse possível a visualização de dois e três 
harmônicos respectivamente. Os valores de frequência foram utilizados junto com o 
primeiro em cálculos. 
Com os dados em mãos, deu-se início aos cálculos para encontrar a densidade linear do 
fio. 
 
 
5. RESULTADOS 
Tabela 1: 
 
 
A tabela acima, apresenta os dados experimentais, se depender da frequência podemos 
obter padrões que dão impressão de que as ondas estão estacionárias, quando a verdade 
temos um pulso pro pagante, mas quando reflete na inversão do sentido combina de tal 
forma que origina os determinados padrões. 
 
 
CONCLUSÃO 
Podemos absorver do experimento conhecimentos aprofundados de ondas estacionárias 
e de como elas são formadas, além das ondas mecânicas. 
As ondas estacionárias são importantes tanto em sistemas eletrônicos como mecânicos. 
Assim, seu conhecimento é de grande importância para a realização de projetos 
mecatrônicos e de radiotransmissão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
https://www.docsity.com/pt/relatorio-de-ondas-estacionarias 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-estacionarias 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ondas-estacionarias 
https://www.youtube.com/watch?v=6RCztSzqzug 
 
https://www.docsity.com/pt/relatorio-de-ondas-estacionarias
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-estacionarias
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ondas-estacionarias
https://www.youtube.com/watch?v=6RCztSzqzug