Experimento Ondas Mecânicas

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Ótica e Ondas - Experimento1- Ondas mecanicas 
 
 Para realizar estas simulações acessaremos os seguintes links: 
 
Inicialmente: 
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_pt_BR.html 
 
E depois: 
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_pt_BR.html 
 
Se a simulação não carregar automaticamente, você deverá permitir o flash (vá para o pequeno ícone de 
cadeado no canto esquerdo da barra de endereços da Web e acesse “Configuração do site”, localize o 
Flash e mude de 'bloquear' para 'permitir'). Quando estiver na simulação, siga as instruções à medida 
que você percorre o roteiro. 
 
Iniciaremos com a simulação de ondas em uma corda no primeiro link: 
 
 
Após abrir o link: 
 
Clique na setinha do “play” para entrar no simulador: 
 
 
 
 
No simulador, escolha a opção “pulso” (indicado na seta vermelha), deixe a opção 
“amortecimento” diferente de zero (como indicado na seta verde) e, logo em seguida, gere 
uma onda na corda apertando no botão de pulso (indicado na seta preta). Agora responda: 
 
 
 
Q1. O que acontece com a amplitude do pulso? Explique fisicamente o observado. 
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_pt_BR.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_pt_BR.html
 
Clique no botão reiniciar. 
 
Com o amortecimento em “nenhum” (zerado) e com a tensão no mais baixo possível (“Baixa”), 
gere um pulso de onda e observe o que acontece com a onda enquanto você aumenta vai 
aumentando a tensão gradativamente. Com base nas suas observações responda: 
 
Q2. A tensão influencia na velocidade de propagação da onda? Justifique sua resposta. 
 
Clique no botão reiniciar. 
 
Ainda mantendo a tensão e o amortecimento no mínimo gere um pulso de onda. Em seguida 
gere um segundo pulso a uma certa distancia do primeiro. Observe o ocorrido quando eles 
passam um pelo outro (utilize o botão “lento” para ajudar na visualização do encontro) e 
responda: 
 
Q3. O que acontece com a amplitude quando os dois pulsos se sobrepõem totalmente?? Que 
tipo de interferência ocorreu? Justifique sua resposta 
 
Clique no botão reiniciar. 
 
Gere um pulso e observe o que acontece com ele no momento em que ele atinge a 
extremidade fixa da corda. Clique no botão reiniciar novamente e troque a opção de 
“extremidade fixa” para “extremidade solta”. Gere um novo pulso e observe o que acontece 
com ele no momento em que ele atinge a extremidade solta da corda. 
 
Q4. O que mudou no pulso refletido?? Explique fisicamente o observado 
 
Clique no botão reiniciar. 
 
Ainda com uma extremidade solta gere um pulso e, alguns instantes depois, um segundo pulso. 
 
Q5. O que ocorre com a amplitude quando os dois pulsos se sobrepões pela primeira vez? Que 
tipo de interferência houve? Justifique sua resposta 
 
Coloque uma régua tela. Observe que a posição da régua pode ser modificada “arrastando-a” 
com o mouse. Ajuste-a conforme sua preferência. 
Troque a posição de “pulso” para “oscilador”. Ajuste a frequência agora para 0,5 Hz, 
e pause o simulador quando as ondas atingirem a outra extremidade, conforme mostra a 
figura: 
 
Q6. Descubra o comprimento de onda e calcule a velocidade de propagação da onda. 
 
 
 
 
Agora, usando o segundo link indicado no início do roteiro, entre no simulador de 
“interferência de ondas”. 
 
 
 
No simulador e escolha a opção “ONDAS”. 
Obs: Sempre que precisar recomeçar o simulador use a opção RESET no botão laranja 
 
Clique na opção “gráfico” para inserir um gráfico da onda na tela. 
Aperte o botão do “pause” do simulador. 
“Abra” a torneira clicando no botão verde sobre ela, com o simulador ainda pausado. 
Inicie o gotejamento através botão do “play” do simulador. 
Após alguns instantes pause o gotejamento e meça o comprimento da onda gerada utilizando 
do gráfico. Dica: Arraste a trena disponível no canto superior direito até o gráfico para medir o 
comprimento da onda (distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos). 
 
 
 
 
Resete o sistema no botão laranja. Acrescente um cronômetro na tela. 
Pause o simulador. 
De o play no cronometro e abra a torneira com o simulador ainda pausado. 
Utilize o botão “lento” 
De o play no simulador para iniciar, simultaneamente o gotejamento e a contagem do tempo 
no cronômetro. 
Meça o período da onda (intervalo de tempo decorrido entre dois pingos consecutivos. 
Dica: você pode medir, por exemplo, o tempo decorrido entre 10 pingos consecutivos e depois 
dividir esse tempo por 10 para encontrar o período! 
A partir do período medido determine a frequência da onda. 
Calcule então a velocidade de propagação da onda. 
 
Q7. Responda quanto valem a frequência, o período, o comprimento e a velocidade de 
propagação da onda gerada. 
 
Retorne para a pagina inicial deste simulador (segundo link) e acesse a opção “Interferência”. 
 
 
 
Aperte o pause do simulador. 
“Abra” as duas torneiras clicando no botão verde sobre elas. 
Ajuste a frequência e a amplitude para os valores máximos. 
Ajuste o espaçamento entre as fontes (torneiras) para 5cm. 
Ligue o gotejamento através do botão play do simulador. 
 
Q8. O que acontece (observando a imagem) quando as duas ondas se encontram? Explique por 
que observamos locais “escuros” e locais “iluminados” na onda resultante. 
 
Resete o Sistema. 
Reajuste o espaçamento entre as torneiras para 5cm. 
Insira um gráfico na tela. 
Insira um cronômetro na tela. 
Reduza a frequência para um valor baixo (apenas para simplificar a leitura do cronometro…) 
Repita o procedimento anterior para medir novamente o período e o comprimento da onda 
resultante. 
A partir do período medido determine a frequência da onda resultante. 
Calcule então a velocidade de propagação da onda. 
 
Q9. Responda quanto valem a frequência, o período, o comprimento e a velocidade de 
propagação da onda resultante para a separação de 5cm entre as fontes. 
 
Repita todo o procedimento de interferência para um distanciamento de 1cm entre as fontes. 
 
Q10. Responda quanto valem a frequência, o período, o comprimento e a velocidade de 
propagação da onda resultante para a separação de 1cm entre as fontes. 
 
Compare os resultados das questões Q9 e Q10 e responda: 
 
Q11. Quais variáveis permaneceram iguais e quais se alteraram? Justifique observado. 
 
 
Retorne para a pagina inicial deste simulador (segundo link) e acesse a opção “Fendas”. 
 
 
 
Ligue o gerador de ondas clicando no botão verde sobre ele. Observe o corrido com a onda após 
atravessar a fenda. 
 
Q12. Explique fisicamente o que ocorre com a onda após atravessar a fenda 
 
Acrescente um gráfico na tela. Observe o que ocorre com a amplitude da onda antes e depois da fenda. 
 
Q13. Explique fisicamente o que ocorre com a amplitude da onda após atravessar a fenda.