Física II Relatório

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CAMPUS PRAÇA XI
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
FÍSICA EXPERIMENTAL II
Elasticidade e transformação de energia numa Mola;
Ondas na corda.
SUMÁRIO
	
	
	Introdução 
	3
	Desenvolvimento teórico
	3
	Material Utilizado
	5
	Resultados 
	 6
	Conclusão
	6
	Discussão dos resultados 
	7
	Bibliografia 
	7
	
	
Introdução:
 	Considere duas pessoas segurando as extremidades opostas de uma corda flexível. Uma delas sacode bruscamente a corda para cima e, em seguida, para baixo, provocando nesse ponto uma perturbação. 
 	Esse movimento brusco origina uma sinuosidade que se movimenta ao longo da corda, no sentido da outra pessoa. Isso ocorre porque se trata de um meio elástico, isto é, um meio que, sofrendo uma modificação, tende a retornar à sua posição inicial. A pessoa, ao sacudir a extremidade que está segurando, provoca uma modificação na corda. Mas como esta tende a retornar à sua posição inicial, a perturbação se afasta do ponto onde foi originada.
 	A perturbação denomina-se pulso e o movimento do pulso constitui uma onda. 
 	Denomina-se onda uma perturbação que se propaga num meio.
 	Uma onda transfere energia de um ponto a outro sem o transporte de matéria entre os pontos. 
Desenvolvimento Teórico:
Uma onda, surge quando um sistema é deslocado de sua posição de equilíbrio e a perturbação pode se deslocar ou se propagar de uma região para a outra do sistema. 
 	Em relação à direção de propagação da energia nos meios materiais elásticos, as ondas são classificadas em:
Unidimensionais: quando se propagarem numa só direção, como numa corda;
Bidimensionais: quando se propagarem ao longo de um plano, como numa superfície da água;
Tridimensionais: quando se propagarem em todas as direções, como ocorre com ondas sonoras no ar atmosférico.
Natureza das ondas:
 	Mecânicas, são aquelas originadas pela deformação de uma região de um meio elástico e que, para se propagarem, necessitam de um meio material. Sendo assim podemos afirmas: As ondas mecânicas não se propagam no vácuo.
Exemplos de ondas mecânicas: O som, um pulso (perturbação) em uma corda ou mola.
 	Eletromagnéticas, são aquelas originadas por cargas elétricas oscilantes, como, por exemplo, elétrons oscilando na antena transmissora de uma estação de rádio ou TV. Elas não necessitam obrigatoriamente de um meio material para se propagarem. Assim; as ondas eletromagnéticas propagam-se no vácuo e em certos meios materiais. 
Exemplos de ondas eletromagnéticas: A luz emitida por uma lanterna, as ondas de rádio, as micro-ondas, os raios X e os raios são exemplos de ondas eletromagnéticas. 
Tipos de ondas:
Denominam-se ondas transversais aquelas em que a direção de propagação da onda é perpendicular à direção de vibração. Ondas que se propagam numa corda e ondas eletromagnéticas são exemplos de ondas transversais.
Denominam-se ondas longitudinais aquelas em que a direção de propagação da onda coincide com a direção da vibração. O som se propaga nos gases e nos líquidos por meio de ondas longitudinais. 
Uma situação importante acontece, quando as duas ondas idênticas se propagam ao longo da mesma direção, mas em sentidos opostos. O padrão formado é chamado onda estacionária, que é o resultado da superposição de duas ondas de mesma frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos.
As ondas se refletem em extremidades fixas e voltam no sentido oposto. A interferência entre a onda incidente e a onda refletida pode gerar ondas estacionárias. 
Material Utilizado:
10ª experiência – 1 Subconjunto para ondas mecânicas transversais
 1 Fio com 1,2m e 0,5mm de diâmetro, para ondas transversais
 1 Escala milimétrica retrátil
11ª experiência – 1 Gerador de abalos Reichert
 1 Subconjunto para ondas mecânicas longitudinais
 1 Mola helicoidal de 2N
 
Resultados:
10ª Experiência – A onda estacionária em uma corda
11ª Experiência – A onda estacionária em uma mola helicoidal
Discussão dos resultados:
10ª Experiência – A onda estacionária em uma corda
	MASSA (g)
	FORÇA
	X1
	K
	50g
	0,49
	0,16
	3,06
	100g
	0,98
	0,19
	5,16
	150g
	1,47
	0,22
	6,68
 	Depois de encontrado os valores da Força, X1 e a Constante elástica, com cada peso, substituiremos nas fórmulas de TRABALHO REALIZADO SOBRE A MOLA (WK) e ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL(WG). 
Trabalho realizado sobre a mola: 
	
 WK= ½ K[(X2-X0)2 – (X1-X0)2]
Resolvendo para 50g:
 	WK= ½ . 3,06 . [(0,172-0,13)2 – (0,16-0,13)2] = 1,32 . 10-3 N.m
Trabalho realizado sobre a mola:
 
	
 WG= mg (X2-X1)
Resolvendo para 50g:
 	WG= 0,05 . 9,81 . (0,172-0,16) = 5,89 . 10-3 N.m
11ª Experiência – A onda estacionária em uma mola helicoidal
	
 V= λ . f 
Frequência ( f ) = 33Hz ( 3 ventres)
V= 3/2 . λ . 33 = 49,5 λ
Conclusão:
A ressonância é um fenômeno que pode ocorrer naturalmente, como visto no experimento, bastando fazer coincidir a oscilação com alguma das várias frequências naturais do corpo. Um diapasão pode ser posto a vibrar apenas aproximando-o de um segundo diapasão em vibração, mas somente quando ambos tiverem a mesma frequência própria.
Bibliografia:
Halliday, D.; Resnick, R.; Walker,J, “Fundamentos de Física, vol 2” , 4 edição, 2002.