relatório Física ondas

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RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL
	CURSO
	Engenharia Civil
	TURMA
	3154
	DATA
	02/06/2017
	Aluno/
Grupo
	
Hugo Batista da Conceição
Pedro Oliveira
Natalia Morais 
Alex Lessa
Jonatas Meneses
Mariana Silveira
	TÍTULO
	Ondas, Cordas vibrantes
	OBJETIVOS
	Calcular a velocidade de propagação de onda 
Comparar as freqüências experimentais dos harmônicos com freqüências teóricas.
	
	
	INTRODUÇÃO
	
O estudo das ondas é muito importante atualmente, tanto para a ciência quanto para a sociedade. Para ter uma idéia da importância das ondas no mundo moderno, basta considerarem a indústria musical, toda música que escutamos, de um samba de rua a um sofisticado concerto sinfônico, envolve a produção de ondas pelos artistas e a detecção dessas ondas pela platéia. O simples fato de falar e ouvir envolvem ondas que serão produzidas ou recebidas pelas pessoas. Em Física, ao estudarmos ondas, que são perturbações periódicas no tempo que se propagam oscilações no espaço, consideramos as mecânicas e as eletromagnéticas. As ondas mecânicas necessitam de um meio para se propagar, já as eletromagnéticas não, estas se propagam no vácuo, incluindo suas classificações de propagação.
	MATERIAIS E MÉTODOS
	
Materias: 
Gerador de funções (gerador de ondas) 
Leitor de Freqüência das ondas 
Suporte do equipamento (suporte Lateral para o fio)
Fio
Dados do Experimento:
Massa: 2,12 g
L: 84,0 cm
C: 86,0 cm comprimento total da corda
ݗ
 (0,6 N) Tensão da corda 
Método teórico
 Em uma onda senoidal temos a seguinte Equação: y(x,t)=ym sem (kx-wt)
y(x,t) = deslocamento transversal
ym = Amplitude
x = posição
w = freqüência angular
k = número de onda 
 Número de ondas: k = 2π/λ
 
 Freqüência angular: w=2π/T
 Freqüência: f=1/T w/2π
 
 Densidade linear da corda: ᶣ = m/c
No caso de ondas transversais na corda a velocidade de propagação é dada por:
V=√ ݗ
 ᶣ
Tensão da corda (N)
(ᶣ) Densidade linear de massa da corda Kg/m
Freqüência dos harmônicos: Fn=n * v/2L
O fato de termos uma corda finita faz com que seja possível a formação de ondas estacionárias devido à interferência construtiva entre ondas incidente e refletida. 
Nesta corda finita fixa em ambas as extremidades apenas podem ocorrer ondas estacionárias tais que:
 L=n.λn/2 (n=1,2,3,...)
Ou seja, apenas ondas estacionárias com comprimento de onda de forma λ=2L/n são possíveis na corda. Cada valor de n define o que chamamos de modo normal ou harmônico, sendo a velocidade de propagação da onda v=λf.
Procedimentos experimentais:
Determinar um valor específico para a massa, fazer a medição do comprimento da corda (fio) em seguida a alinhar o fio (corda) a mesa, de forma que ele fique paralelo a superfície após isso ligar o aparelho que é capaz de fazer a reprodução de ondas no fio, sendo que no aparelho de reprodução ficar atento as freqüências no aparelho inclusive na corda para não fazer certas medições equivocada, Em seguida preencher, anotar as freqüências obtidas pelo aparelho em uma pequena tabela para a organização dos seus experimentos, fazendo esse procedimento 10 vezes que foi o máximo que o grupo conseguiu no experimento, após isso fazer os cálculos dos harmônicos tanto teóricos e experimentais, para chegarmos a um valor qualquer.
Após esses dados calcular o erro relativo das 10 freqüências harmônicas teóricas com os obtidos experimentalmente.
	RESULTADOS 
	
Tabela dos harmônicos experimentais
Experimentos
Freqüência
Resultados
Erro relativo teó/exp. (comparação)
10 Hz
1415,1
9,0
20 Hz
2830,2
9,0
30 Hz
4245,3
9,0
40 Hz
5660,4
9,0
49 Hz
6933,1
8,7
59 Hz
8349,1
8,8
68 Hz
9622,7
8,7
78 Hz
11037,8
8,7
87 Hz
12311,4
8,6
97 Hz
13726,5
8,7
 
Tabela das freqüências harmônicas teórica
Teóricos
Valor de n(harmônico)
Resultado
1
141,5
2
283,0
3
424,5
4
566,0
5
707,5
6
849,1
7
990,6
8
1132,1
9
1273,6
10
1415,1
Temos os seguintes dados:
 L=λ/2 λ=2L 2*0,84 λ=1,68 m Convertendo (cm) para (m), sistema internacional.
 
 Densidade linear da corda: ᶣ=m/c 2,12 g/86,0 cm convertendo (g) e (cm), para (Kg) e (m),
0,00212/0,86 = 0,0024651 ᶣ
Calculando a velocidade de propagação da onda: V=√ݗ
 ᶣ
Continuando V=√0,6/0,0024651 = 243397 m/s
Calculando, freqüências dos harmônicos teóricos: 
 
Fn=n * v/2L
____ 1*243,397/2*0,86 = 141,5
____ 2*243,397/2*0,86 = 283,0
____ 3*243,397/2*0,86 = 424,5
____ 4*243,397/2*0,86 = 566,0
____ 5*243,397/2*0,86 = 707,5
____ 6*243,397/2*0,86 = 849,1
____ 7*243,397/2*0,86 = 990,6
____ 8*243,397/2*0,86 = 1132,1
____ 9*243,397/2*0,86 = 1273,6
10°____ 10*243,397/2*0,86 = 1415,1
Calculando, freqüências dos harmônicos experimentais:
Fn=n * v/2L
____10*243,397/2*0,86 = 1415,1
____20*243,397/2*0,86 = 2830,2
____30*243,397/2*0,86 = 4245,3
____40*243,397/2*0,86 = 5660,4
____49*243,397/2*0,86 = 6933,1
____59*243,397/2*0,86 = 8349,1
____68*243,397/2*0,86 = 9622,7
____78*243,397/2*0,86 = 11037,8
____87*243,397/2*0,86 = 12311,4
10°____97*243,397/2*0,86 = 13726,5
 Erro relativo = │resultado final exp. – resul. Final teórico│/ resultado final Téo. 
Para calcularmos o erro relativo exemplo da 1° comparação dos dois valores,
Er = │1415,1-141,5│ / 141,5 = 9,0 e assim foi feito sucessivamente para as 10 comparações,
Valores a cima na tabela.
	ANÁLISE E CONCLUSÃO
	
Nesse experimento conseguimos alcançar nossos objetivos, que são analisar ondas estacionárias em um fio, a fim de observar a dependência da freqüência de vibração do fio, com o número de ventres, comprimento de fio, tensão aplicada e obter a velocidade de propagação de uma onda em estado estacionário, observando também que as freqüências dos harmônicos(corda vibrante) teóricos comparando com os resultados dos experimentais, houve uma diferença de certa forma grande, devido as freqüências dos experimentos serem altas, já que nós podemos considerar em relação os teóricos, mas generalizando o experimento teve bons resultados.
	REFERÊNCIAS
	
Estudo feito no próprio laboratório
www.sofisica.com.br
www.mundoeducacao.bol.uol.com.br
www.fisicaevestibular.com.br