FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ - Relatório de ondas

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FACULDADE ESTÁCIO DE SÁ 
 Campos dos Goytacazes
				Dayana Rangel
				Francesco Reimer
				Igor Klem
				Rafael Rangel
 Ondas
	
	Relatório apresentado a professora Luciana Lezira Pereira de Almeida, do 3º Período do curso de Graduação em Engenharia, da Faculdade Estácio de Sá de Campos dos Goytacazes como requisito parcial para avaliação da disciplina de Física Experimental II. 
				Campos dos Goytacazes
					Novembro/2013
1.INTRODUÇÃO 
Em ,física uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela de propagação da onda.
Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso).
Uma onda pode ser longitudinal quando a oscilação ocorre na direção da propagação, ou transversal quando a oscilação ocorre na direção perpendicular à direção de propagação da onda.
Ondas mecânicas e eletromagnéticas 
Ondas mecânicas são aquelas que precisam de um meio material para poderem se propagar. A perturbação causada no dominó somente se moveu por causa dos dominós, sem eles ela nem existiria. Como exemplo temos as ondas no oceano, o som etc. Todas são perturbações causadas em meios materiais. 
Já as ondas eletromagnéticas não precisam de meios materiais para irem de um lugar para o outro. A perturbação é causada em campos eletromagnéticos e se propaga através deles. A luz é um bom exemplo deste tipo de onda. Note que a luz do Sol chega até nós mesmo existindo vácuo no espaço. Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são as micro-ondas, as ondas de rádio etc.
Propriedades 
Todas as ondas tem um comportamento comum em situações padrões. Todas as ondas têm as seguintes características:
• Reflexão- Quando uma onda volta para a direção de onde veio, devido à batida em material reflexivo.
•Refração - A mudança da direção das ondas, devido a entrada em outro meio. A velocidade da onda varia, pelo que o comprimento de onda também varia, mas a frequência permanece sempre igual, pois é característica da fonte emissora.
•Difração - O espalhamento de ondas, por exemplo, quando atravessam uma fenda de tamanho equivalente a seu comprimento de onda. Ondas com alto comprimento de onda são facilmente difratadas.
•Interferência - Adição ou subtração das amplitudes das ondas depende da fase das ondas em que ocorre a superposição.
•Dispersão - a separação de uma onda em outras de diferentes frequências.
•Vibração - Algumas ondas são produzidas através da vibração de objetos, produzindo sons. Exemplo: Cordas ( violão, violino, piano, etc.) ou Tubos ( órgão, flauta, trompete, trombone, saxofone, etc.)
Características das ondas
  
(Amplitude, velocidade, comprimento de onda, período e freqüência)
Amplitude
Imagine um barquinho no oceano, e imagine que uma onda passe por ele (uma onda que ainda não "estourou", logicamente). Obviamente o barquinho irá subir e descer. Pois bem, a amplitude da onda que passou pelo barquinho é dada pelo quanto ele subiu ou desceu. Se por exemplo o barquinho subiu 5 cm, dizemos que a amplitude da onda que passou por ele é de 5 cm. Veja o desenho.
	1
	
	 2
	
	
	
	
	
	
 Note que no primeiro exemplo a amplitude da onda que faz com que o barquinho suba e desça é maior que a amplitude da onda mostrada no segundo exemplo.
O ponto mais alto da onda chama-se crista, e o ponto mais baixo denomina-se vale. Ao lado você pode ver um barquinho na crista da onda e o outro no vale.
Velocidade
Toda onda possui uma velocidade de propagação. Geralmente a velocidade da onda depende muito do meio material onde ela está se movendo. Para calcularmos estas velocidade médias basta usarmos o que já sabemos de cinemática. Precisamos somente dividir a distância percorrida pelo pulso da onda pelo tempo.
 
Ou também podemos utilizar outra forma:
Comprimento de onda (l) 
	
	O comprimento de onda, representado pela letra l  (lâmbda), mede a distância entre duas cristas consecutivas da mesma onda, ou então a distância entre dois vales consecutivos da mesma onda
Além destas duas maneiras existe mais uma que você pode utilizar para determinar qual é o comprimento de onda de uma onda. Tente descobrir observando o desenho acima.
Período (T)
O período de uma onda é o tempo que se demora para que uma onda seja criada, ou seja, para que um comprimento de onda, ou um l, seja criado. O período é representado pela letra T.
 
Frequência (f)
A frequência representa quantas oscilações completas* uma onda dá a cada segundo. 
* Uma oscilação completa representa a passagem de um comprimento de onda - l .
Se por exemplo, dois comprimentos de onda passarem pelo mesmo ponto em um segundo, dizemos que a onda oscilou duas vezes em um segundo, representando que a frequência dela é de 2 Hz.
Obs: Hertz (Hz) significa ciclos por segundo.
	
	A relação entre frequência e período, que é muito importante no estudo das ondas, é dada pela expressão ao lado.
  
Tipos de ondas
Onda longitudinal: em física é uma onda que vibra na mesma direção em que se propaga.
	Esta onda provocada na mola é uma onda longitudinal, ou seja,
	 ela tem a vibração na
Exemplo: Quando vibramos uma mola esticada para frente e para trás, como se estivéssemos comprimindo ela e descomprimindo-a. mesma direção de propagação. Podem-se ver os anéis da mola se movendo para frente e para trás.
Uma onda é longitudinal quando as partículas do meio em que ela se propaga vibram na mesma direção da onda nesse meio. A direção de propagação da onda coincide com a direção de oscilação dos corpos que estiverem em seu caminho. O deslocamento dos átomos e moléculas é paralelo a direção do movimento da onda. Esse tipo de onda propaga-se nos sólidos, líquidos e gases, pois é uma onda mecânica. As ondas sonoras são ondas longitudinais, isto é, são produzidos por uma sequência de pulsos longitudinais.
Exemplo: Comprimindo-se os aros de uma mola, estabelecemos uma onda de compressão ao longo da mola, à medida que os aros vibram para frente e para trás. Essa onda é longitudinal. O som, no ar, tem um comportamento semelhante aos aros da mola do exemplo.
Ondas transversais: são aquelas em que a direção de vibração é perpendicular à direção de propagação da onda.
Como uma onda em uma corda, que vibra verticalmente (para cima e para baixo) enquanto a onda viaja pela corda horizontalmente (da esquerda para a direita), nesse caso cada ponto ao longo da corda realiza um movimento vertical, perpendicular ao movimento da onda com relação à corda.
Apenas ondas transversais podem ser polarizadas. Exemplos de ondas de corpo transversais são as ondas sísmicas secundárias ou S, que se propagam da direita para a esquerda, com a superfície movimentando-se perpendicularmente à direção de propagação da onda sísmica.
Ondas estacionárias: são ondas que permanecem em uma posição constante em um intervalo de tempo arbitrário. Formam-se quando duas ondas idênticas se encontram, se movendo em sentidos opostos. Esse tipo de onda é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nodos, e pontos de máximo e também fixos, chamados de antinodos. São ondas resultantes da superposição de duas ondas de mesma frequência mesma, amplitude mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos.
2. OBJETIVO
3. MATERIAIS 
Mola
Corda elástica grossa
Corda elástica fina
4. PROCEDIMENTO
Prenda as cordas nas esferas e vá alterando a frequência e amplitude até observar a menor quantidade de nós.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
1ªparte (Mola)
	Qtd de Nós
	Frequência (Hz)
	 1
	 14 Hz
	 2
	 25 Hz
	 7
	 63 Hz
	 8
	 71 Hz
	 12
	 102 HzObservamos então, que quanto maior a frequência, maior é a velocidade e assim terá mais nós.
2ª parte (Corda grossa – Branca )
	Qtd de Nós
	Frequência (Hz)
	 1
	 82 Hz
	 3
	 89 Hz
	 4
	 110 Hz
	 5
	 118 Hz
 
Já com a corda, podemos observar que a frequência maior também terá mais nós, porém, a quantidade de nós foi inferior ao da mola e a diferença de frequência também foi menor.
3ª parte ( Corda fina – Azul)
	Qtd de Nós
	Frequência (Hz)
	 1
	 83 – 110 Hz
	 2
	 65 Hz
Com a corda mais fina, encontramos um número de nós bem inferior aos experimentos anteriores. E neste caso, observamos também, que ao contrário dos anteriores, quanto menor a frequência, maior será o número de nós.
Concluímos então que 
7. Referências
http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/resumo.htm
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABehAAF/5-corda-vibrante