Relatório Ondas Estacionárias

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ONDAS ESTACIONÁRIAS
Disciplina: Física experimental II	
Componentes:
MaikonDaflon Corrêa: 201502225794
Vinicius Alves de Almeida: 201502035014
Felipe da Silva: 201502213541
Kleber Nascimento da Silva: 201501083031
Turma: 3123
Professor (a): Claudia Logelo
Data: 19/03/2016
I – INTRODUÇÃO
 Na história da Física, grandes cientistas dedicaram-se ao estudo das ondas, entre eles: Christian Huygens (1629-1695), Robert Hooke (1635-1703), Isaac Newton (1643-1727), Guglielmo Marconi (1874-1937), Doppler (1803-1853).
 Christian Huygens, no final do século XVII, propôs um método de representação de frentes de onda, onde cada ponto de uma frente de onda se comporta como uma nova fonte de ondas elementares, que se propagam para além da região já atingida pela onda original e com a mesma frequência que ela. Sendo esta ideia conhecida como Princípio de Huygens.
 Não é incomum, em alguns programas de televisão, pessoas ordenando fileiras de dominó para, em determinado momento, a partir da queda de um deles, todos os outros caem em sequência, ou seja, ao derrubar o primeiro, podemos dizer que foi causada uma perturbação somente no primeiro dominó. No entanto, é lógico que todos os outros cairão em seguida. A este efeito chamamos de “efeito dominó”. Pode-se perceber neste caso o que é uma perturbação se propagando de um lugar para o outro. O efeito causado no primeiro dominó chegou ao último sem que nenhum dos dois tenha saído do lugar. O que foi transportado do primeiro ao último dominó, chamamos de energia. Esse efeito acontece não somente com dominós. As ondas estão presentes em todo o nosso cotidiano. Desde o acordar até o deitar, as ondas estão presentes em nossas vidas.
 No caso das ondas mecânicas, elas se comportam exatamente como os dominós. Uma perturbação em determinado meio material é causada por alguém ou por alguma fonte, e esta perturbação propaga-se de um ponto para o outro na forma de pulsos.
Por exemplo:
 O efeito causado por uma pedra que é jogada nas águas calmas de um lago;
Um terremoto no fundo do mar causa uma perturbação nas águas do oceano, e esta perturbação propaga-se até encontrar algum continente, causando ondas gigantes conhecidas como Tsunamis. Estas ondas causam muita destruição quando chegam às praias, um alto-falante causa uma perturbação nas moléculas de ar, e esta perturbação propaga-se até nossos ouvidos permitindo que possamos ouvir o som gerado pelo mesmo, o movimento de placas tectônicas que se propagam pela superfície terrestre causando os terremotos. 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 velocidade 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), com velocidade definida.
 
II – OBJETIVO
 Neste relatório faremos um estudo sobre ondas estacionárias, que através de análise da prática realizada em laboratório de física experimental objetivou estudar e analisar o comportamento das ondas estacionárias, seus fenômenos e elementos.
III – TEORIA (experimento)
 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 de uma corda com as extremidades fixas. Em nosso experimento utilizando um gerador de ondas mecânicas foi observado que a partir do momento que aumentávamos a freqüência, aumentávamos o numero de ventres e o numero de nós sempre seguindo a relação(n-1), sendo a medida que aumentava-se o numero de ventres diminuíamos o comprimento de onda( λ ), sendo a velocidade escalar( propagação do pulso na corda),constante pois a medida que aumentávamos a freqüência diminuía-se o comprimento de onda e tinha-se um espaço fixo para propagação da mesma,nota-se também que a freqüência(Fn) por ser um numero inteiro múltiplo da freqüência fundamental produz onda estacionarias( 8 Hz achado na tabela e temos 25,32,40,56Hz ajustados no gerador de ondas , gerando do primeiro ao quarto harmônico, temos que K equivale ao numero de onda angular, quanto maior o K maior o numero de ventres entre dois nós e W representa a velocidade angular; velocidade do movimento oscilatório da onda ou seja o quão rápido a onda gera um comprimento de onda .
IV-MATERIAL UTILIZADO
Gerador de ondas mecânicas
Mola helicoidal
V – PROCEDIMENTO PRÁTICO
 
 Neste experimento utilizamos o gerador de ondas mecânicas para gerar ondulações na mola helicoidal de 0,50 metros que estava fixa. Através da variação da amplitude e frequência gerada pelo gerador de ondas mecânicas registramos cinco momentos.
1ª momento: 25 Hz, 2 nós e 3 ventres
2ª momento: 32 Hz, 3 nós e 4 ventres
3ª momento: 40 Hz, 4 nós e 5 ventres
4ª momento: 56 Hz, 6 nós e 7 ventres
5ª momento: 80 Hz, 9 nós e 10 ventres
Estes dados foram utilizados para montar a tabela 01 e servir de base para a aplicação da teoria através da aplicação das fórmulas de ondas estacionárias compondo a tabela 02 e os cálculos, que serão explicitados e analisados para chegarmos a conclusão do relatório.
VI – DADOS
Tabela 01
	Nº de Ventres
	Frequência (Hz)
	3
	25
	4
	32
	5
	40
	7
	56
	10
	80
L= 0,50 m (Comprimento da mola)
VII – CÁLCULOS
Tabela 02
	Nº de Ventres
	Frequência (Hz)
	λ (m)
	V (m/s)
	K (rad/m)
	W (rad/s)
	3
	25
	0,33
	8,25
	19,04
	157,08
	4
	32
	0,25
	8,00
	25,13
	201,04
	5
	40
	0,20
	8,00
	31,42
	251,36
	7
	56
	0,14
	7,84
	44,89
	351,94
	10
	80
	0,10
	8,00
	62,83
	502,64
Para calcular a coluna λ(m) utilizando a fórmula λ n = 2L/n, temos;
m
Para calcular a coluna V (m/s) utilizando a fórmula Vn = λ x F, temos;
Para calcular a coluna K(rad/m) utilizando a fórmula K=2π/λ, temos;
Para calcular a coluna W(rad/s) utilizando a fórmula W= V x K, temos;
Para calcular a frequência fundamental utilizamos a fórmula F1= Fn/n, obtida isolando F1 na equação Fn=n x F1, sendo assim temos;
VIII – CONCLUSÃO
O experimento sobre ondas estacionárias foi muito importante para verificar as equações dadas e foi possível observar que as variáveis das funções seguem o observado no experimento e faz com seja possível observar nitidamente toda a junção da matemática com a física.Com isso é possível concluir que o experimento atende o desejado para estudo e análise.