Ondas Estacionárias Num Fio Vibrante

Prévia do material em texto

CURSO DE ENGENHARIA
FÍSICA EXPERIMENTAL II
Ondas Estacionárias Num Fio Vibrante
Professor: DECÍO ALVES DA SILVA
Aluno: Alexandre Schettini Cardoso
Matrícula: 2009.01.07291-8
Ondas Estacionárias num fio vibrante 
1 – OBJETIVOS
O objetivo é calcular o período, a lambda (comprimento de onda), a velocidade das ondas propagadas na frequência, estabelecidas pelo professor e observar que quanto maior a frequencia, menor o comprimento de onda.
2 – Material necessário.
01 – Haste de 500mm com tripé universal delta com sapatas niveladoras 
01 – Escala metálica com duas mufas, roldana, sistema de retenção para dinamômetro e dinamômetro de 2N com prolongador.
01 – Fio com 1,2mm e 0,5mm de diâmetro, para ondas transversais
01 – Gerador de abalos Reichert
01 – Escala milimetrada retrátil
3 – Montagem
Valor da densidade linear deste fio = 0,22 g/m
4- Andamento das atividades
4.1- Aplique uma tensão de aproximadamente 0,5N no fio 
Ligue o gerador de abalos e ajuste uma frequência entre 3Hz e ?Hz, vá aumentando até que a onda no fio se torne visível.
4.2 – Identifique os pontos de oscilação máxima (ventres) e oscilação mínima (nós).
4.3 – Conte o número de de nós formados em toda a extensão do fio. R: 3 nós.
4.4 – Conte o número de de ventres formados em toda a extensão do fio: R: 2 ventres. (Cada ventre representa um meio comprimento de onda).
Quantos meios comprimentos de onda se formaram? R: 2 meios comprimentos.
Quantos comprimentos de onda se formaram? R: 1 comprimento.
Determine o comprimento de onda: R: neste caso, o (L) do fio = 0,96m
4.5 – Nas extremidades do fio formam-se nós ou ventres? É razoável que ocorra desta forma? Por que? R: Nós. Sim, pois são os pontos fixos.
4.6 – Sabendo que a expressão fundamental do movimento ondulatório é v = lambda x frequência, calcule “v” de propagação da onda no fio: R: v = 0,96 x 40 = 3,84m/s
4.7 – Meça a força F de tração no fio. R: Expressão de Taylor, v=(F/sigma)0,5 = 0,5N
Conhecendo a densidade linear do fio, determine a velocidade de propagação da onda no fio. R: 15,8m/s
4.8 – Compare, para os dois métodos, a velocidade de propagação da onda no fio. Comente o resultado. R: Na expressão de Taylor, o resultado é aproximadamente 5 vezes maior.
4.9 – Aumente a tração na corda e conte novamente os elementos da onda R: aumentou para 0,7N, ficando o fio com 4 nós, 4 meios comprimentos de onda e 2 comprimentos de onda.
4.10 – Existe relação entre a força de tração no fio e o número de comprimentos de onda formado? R: Sim, o número dos comprimentos de onda aumentam quando aumentamos a tração no fio.
4.11 – Aumente a amplitude da onda e verifique a validade da afirmação: “A energia transportada por uma onda está associada à sua amplitude.” R: Verdadeira, pois quando aumentamos a amplitude, a onda pode ser vista mais nitidamente, com maior definição.
5 – Conclusão: Concluímos que o número dos comprimentos de onda aumentam quando aumentamos a tração no fio, e que quando aumentamos a amplitude, a onda pode ser vista mais nitidamente, com maior definição; e que quando aplicada a expressão de Taylor, esta é aproximadamente 5 vezes maior do que na formulação simples.