Relatório de Física Experimental II - Ondas Estacionárias

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Relatório de Física Experimental II
Engenharia de Produção
Nome: Maria Cristina Quintino Souza de Oliveira
Matricula: 2014.07.04.3791
Turma: 3057
Título :
ONDAS ESTACIONÁRIAS
Objetivos :
- Esse relatório tem como objetivo verificar o comportamento das ondas estacionárias. E relacionar a variação da freqüência com o número de nós e de ventres.
Introdução Teórica :
	Ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão de vibração estacionário. Formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas mas em sentidos opostos, normalmente quando as ondas estão confinadas no espaço como ondas sonoras em um tubo fechado e ondas de uma corda com as extremidades fixas. Esse tipo de onda é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nodos(nós), e pontos de máximo também fixos, chamados de antinodos(ventres). São ondas resultantes da superposição de duas ondas de mesma freqüência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos. 
Uma onda é simplesmente uma troca de energia de um ponto até o outro, jamais tendo troca de matéria entre esses. 
As ondas podem ser classificadas de acordo com a sua natureza, direção de propagação e direção de propagação de energia. Quanto a sua natureza elas podem ser classificadas como mecânicas onde essas necessitam de um meio para se propagarem ou eletromagnéticas que não necessitam de um meio para se propagarem, ou seja, ocorrem no vácuo. 
As ondas também podem ser classificadas conforme a sua direção, elas podem ser transversais onde se propagam perpendicularmente a sua oscilação ou longitudinais que se propagam na mesma direção da oscilação.
Na figura acima podemos ver a freqüência fundamental de oscilação em uma corda de extremidades fixas. Para o maior comprimento de onda, a relação correspondente é menor freqüência. Essa básica relação pode ser observada através da seguinte equação:
 V = ʎ . f
Material : Mola helicoidal, suporte,vibrador elétrico, gerador de sinais de baixa freqüência,régua.
Procedimento Prático:
Coloca-se a mola presa pelas suas extremidades no suporte e vibrador. 
Liga-se o gerador de sinal e ajusta em uma freqüência. Observa-se o comportamento da mola.
Descrição do experimento:
	 1º Experiência:
Inicialmente, foi medido o comprimento da mola helicoidal L = 0,57 m. Em seguida, gerou-se uma freqüência f = 34 Hertz para que fosse possível observar os nós e ventres apresentados. Com essa freqüência, observou-se a formação de 4 ventres com 0,14 m cada e 3 nós.
	2º Experiência:
Mantendo a mesma mola helicoidal L = 0,57 m. Foi gerada uma freqüência 
f = 58 Hertz para que fosse possível observar, com a nova freqüência, os nós e ventres apresentados. Dessa vez, foi observado 7 ventres de 0,08 m cada e 6 nós.
Dados: 
L = 0,57 m
f1 = 34 Hertz
f2 = 58 Hertz
 1º Experiência
	Número de ventres
	4
	Número de nós
	3
	Quantos meio comprimento de onda existem?
	4
	Quantos comprimento de onda se formaram ao longo da mola ?
	2
 Cálculos:
	Comprimento da mola em frequência natural ( L )
	 = 0,57 m
	Frequência natural (Fn = nV/2 L)
	= 4 / 2(0,57) = 3,5 Hz
	Comprimento da onda ( λ = 2L /n)
1º Harmônico
	=(2 . 0,57) / 1 = 1,14 m
	Velocidade (V = f . λ )
	= 3,5 . 1,14 = 3,99 m/s
	Paríodo (1 / f )
	= 0,28 s
	Comprimento da mola na freqüência gerada (L)
	 = 0,14 m
	Frequência gerada (Hz)
	= 34 Hz
	Comprimento da onda ( λ = 2L /n)
4º Harmônico
	=(2 . 0,14) / 4 = 0,07 m
	Velocidade (V = f . λ )
	= 34 . 0,07 = 2,38 m/s
	Paríodo (1 / f )
	= 0,029 s
	
	
 2º Experiência
	Número de ventres
	7
	Número de nós
	6
	Quantos meio comprimento de onda existem?
	7
	Quantos comprimento de onda se formaram ao longo da mola ?
	3
 Cálculos:
	Comprimento da mola em frequência natural ( L )
	 = 0,57 m
	Frequência natural (Fn = nV/2 L)
	= 7 / 2(0,57) = 6,14 Hz
	Comprimento da onda ( λ = 2L /n)
1º Harmônico
	=(2 . 0,57) / 1 = 1,14 m
	Velocidade (V = f . λ )
	= 6,14 . 1,14 = 6,99 m/s
	Paríodo (1 / f )
	= 0,163 s
	Comprimento da mola na freqüência gerada (L)
	 = 0,08 m
	Frequência gerada (Hz)
	= 58Hz
	Comprimento da onda ( λ = 2L /n)
7º Harmônico
	=(2 . 0,08) / 7 = 0,0228 m
	Velocidade (V = f . λ )
	= 58 . 0,0228 = 1,3224 m/s
	Paríodo (1 / f )
	= 0,017 s
	
	
Conclusão
	Com os experimentos feitos no laboratório, e com a realização deste relatório, foi possível assimilar as grandezas físicas como: comprimento de onda, período, freqüência e velocidade. Todos estes diretamente conectados ao fenômeno das ondas estacionarias. Com os experimentos foi possível comprovar que, quanto maior o comprimento de onda menor a freqüência. E quanto maior o comprimento de onda maior a velocidade de propagação na mesma frequência. Foi verificado também, como funciona uma onda transversal
	Bibliografia
Tipler, Paul Allan. Física para Cientistas e Engenheiros: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica (em Português). 6 ed. Rio de Janeiro: LTC Editora S.A., 1 vol
http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda_estacion%C3%A1ria- acessado 25-03-15
http://www.brasilescola.com/fisica/ondas-estacionarias.htm - acessado 25-03-15