Atividade A1 - Ondas Mecânicas e Oscilações em Molas

Prévia do material em texto

LABORATÓRIO DE FÍSICA 
ONDAS MECÂNICAS 
1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
 
Aluno: Renato Gonçalves Silveira Junior 
 
 
 
 
AVALIAÇÃO DOS 
RESULTADOS 
 
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. 
 
 
 
 
Frequência (Hz) Medidas (m) 
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 
Tabela 1 – Dados experimentais 
 
 
 
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. 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 
ONDAS MECÂNICAS 
2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
 
 
 
2. Utilize os valores da tabela 1 para preencher a tabela 2 com o comprimento de 
onda médio. 
 
 
Frequência (Hz) Medidas (m) 
λ01 λ12 λ23 λ34 λmédio 
368 0,02 0,92 0,47 
122 0,04 0,04 
614 0,02 0,56 0,112 0,56 
858 0,02 0,40 0,80 1,20 0,605 
Tabela 2 – Dados experimentais 
 
 
 
3. Qual a velocidade do som encontrada para este ensaio? 
 
v= λ x f v= C0 x Raiz (T/T0) 
 
v(368 Hz)=0,47 x 368 v(368 Hz)=172,96 x Raiz (298,15/273,15) 
v(368 Hz)=172,96 m/s v(368 Hz)= 180,70 m/s 
 
v(122 Hz)=0,04 x 122 v(122 Hz)=4,92 x Raiz (298,15/273,15) 
v(122 Hz)=4,92 m/s v(122 Hz)= 5,14 m/s 
 
v(614 Hz)=0,56 x 614 v(614 Hz)=343,84 x Raiz (298,15/273,15) 
v(614 Hz)=343,84 m/s v(614 Hz)= 359,23 m/s 
 
v(858 Hz)=0,605 x 858 v(858 Hz)=519,09 x Raiz (298,15/273,15) 
v(858 Hz)=519,09 m/s v(858 Hz)= 542,32 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. E como podemos ver, a velocidade é diretamente proporcional à 
frequência, pois quanto maior a frequência, maior também é a velocidade do 
som. 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 
ONDAS MECÂNICAS 
3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
 
 
5. Qual relação pode ser observada entre a frequência e quantidade de “nós” 
apresentados pela onda sonora? Explique. 
R: Tal como a velocidade do som, a quantidade de nós também aumenta de 
acordo com a frequência. 
 
 
 
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, poderíamos encontrar o comprimento da onda, pois podemos definir 
este valor tanto pelos picos da frequência, quanto pelos vales, pois o 
importante neste caso é o comprimento da onda que é o mesmo nos dois 
casos. 
 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 
OSCILAÇÕES 
1 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
 
Aluno: Renato Gonçalves Silveira Junior 
 
 
 
AVALIAÇÃO DOS 
RESULTADOS 
 
Agora que você analisou o comportamento de molas com e sem amortecimento, 
responda com base nos seus conhecimentos: 
1. Descreva o comportamento de cada uma das molas. 
R: - Mola 01 tem alta frequência de oscilação, maior deslocamento e maior tempo de 
ciclos. 
- Mola 02 com amortecimento, diminui a quantidade de ciclos, frequência de oscilação e 
deslocamento. 
- Mola 03 com amortecimento médio, cessa o deslocamento e a frequência de oscilações, 
permitindo apenas o seu retorno ao ponto inicial. 
- Mola 04 com amortecimento alto, cessa o deslocamento e a frequência de oscilações, 
permitindo apenas o seu retorno ao ponto inicial, porém reduz drasticamente a velocidade 
 
 
2. A partir da observação dos gráficos deslocamento x tempo, qual foi o tipo de 
oscilação observado em cada uma das molas? 
MOLA 01 – SEM AMORTECIMENTO - MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES 
 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 
OSCILAÇÕES 
2 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
MOLA 02 – OSCILAÇÕES SUBAMORTECIDAS: O movimento oscilatório perdura 
consideravelmente em torno do ponto de equilíbrio (y=0), com sucessivas diminuições de 
amplitude. 
 
MOLA 03 – OSCILAÇÕES COM AMORTECIMENTO CRÍTICO: O movimento de retorno 
para a posição de equilíbrio é brusco, sem oscilar em torno dessa posição 
 
LABORATÓRIO DE FÍSICA 
OSCILAÇÕES 
3 ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO 
CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 
E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br 
 
 
 
MOLA 04 – COM OSCILAÇÕES SUPERAMORTECIDAS: É observado um movimento 
bastante lento de retorno da mola da posição em que se encontrava tensionada até a 
posição de equilíbrio.