UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ- cordas vibrantes

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
CORDAS VIBRANTES
RIO DE JANEIRO
2014
UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
Relatório de Física referente à aula prática em laboratório, ministrada pelo professor Odair Xavier, sobre cordas vibrantes, isto é, ondas estacionárias que se propaga numa corda.
3° Período – Engenharia Civil
ALEXANDER SANT’ANNA DEBUSSY
BRUNO RODRIGUES DA SILVA
CARLOS ROBERTO FARIA
ROGÉRIO BASTOS GARCIA
Rio de Janeiro, 30 de maio de 2014.
	
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Objetivo
Fundamentos Teóricos
Classificação das Ondas
Velocidade de propagação
Procedimento Experimental
Resultados
 INTRODUÇÃO
No dia 23 de maio de 2014, sob a orientação do professor Odair Xavier, realizamos no laboratório da Universidade Estácio de Sá Campus Sulacap no Rio de Janeiro a quarta aula experimental de física II.
Objetivo
Medir, experimentalmente, o comprimento de onda que se propaga numa corda como função da tensão na mesma. 
Aferir a velocidade da onda estacionária que se propaga na corda com a mesma função anterior: tensão na corda e determinar a densidade linear da corda vibrante. 
Fundamentos Teóricos
Uma perturbação produzida em um ponto de um meio propaga-se progressivamente as todos os pontos desse meio.
É o que mostram os exemplos:
Considere duas pessoas segurando as extremidades de uma corda. Se uma delas fizer um movimento vertical brusco para cima e depois para baixo, causará uma perturbação na corda, originando uma sinuosidade que se deslocará ao longo da corda, aproximando-se da outra pessoa.
No exemplo citado:
A perturbação denomina-se pulso;
O movimento do pulso denomina-se onda;
A mão da pessoa que faz o movimento vertical é a fonte;
O meio em que a onda se propaga é a corda.
Deixando cair uma pedra num lago de águas paradas, observa-se que a perturbação causada pelo impacto da pedra na água originará uma ondulação que se propagará pela superfície do lago como circunferências de mesmo centro, afastando-se do ponto de impacto.
Classificação das Ondas
As ondas podem ser classificadas de acordo com sua natureza e coma direção de vibração e de propagação.
Quanto à natureza
Ondas mecânicas
São aquelas que precisam de um meio material para se propagarem. Exemplo: ondas em cordas e ondas sonoras (som).
As ondas mecânicas não se propagam no vácuo.
Ondas eletromagnéticas
São aquelas que não necessitam de um meio material para se propagarem.
Exemplo: ondas de rádio, de televisão, de luz etc.
Quanto à direção de vibração
Transversais 
São aquelas cujas vibrações são perpendiculares à direção de propagação. Exemplo: ondas em cordas.
Longitudinais 
São aquelas cujas vibrações coincidem com a direção de propagação. Exemplo: 
Quanto à direção de propagação
Unidimensionais
São aquelas que se propagam numa só direção. Exemplo: ondas em cordas.
Bidimensionais
São aquelas que se propagam num plano. Exemplo: onda na superfície de um lago.
Tridimensionais
São aquelas que se propagam em todas as direções. Exemplo: ondas sonoras no ar atmosférico ou em metais.
Velocidade de propagação
Considere uma corda de massa m e comprimento L, sob a ação de uma força de tração .
	Suponha que a mão de uma pessoa, agindo na extremidade livre da corda, realize um movimento vertical, periódico, de sobe-e-desce. Uma onda unidimensional passa a se propagar horizontalmente com velocidade v. 		
	
	A velocidade de propagação de onda depende da densidade linear da corda e da intensidade da força da tração T, e é dada por:
	
Em que:
T = força de tração na corda;
 = = densidade linear da corda.
Quanto a maior massa de cada pedaço da corda, maior será a sua inércia.
Na figura acima mostra que os seus impulsos causarão pulsos que se propagarão ao longo da corda em espaços iguais, pois os pulsos são periódicos.
A parte elevada chama-se crista da onda e a cavidade entre duas cristas chama-se vale. 
Denomina-se período T o tempo necessário para que duas cristas consecutivas passem pelo mesmo ponto.
Chama-se frequência f o números de cristas consecutivas que passam por um mesmo ponto, em cada unidade de tempo.
Entre T e f vale a relação:
A distâncias entre duas cristas ou dois vales consecutivos é denominada comprimento de onda que é representado por λ, e A é amplitude da onda.
Como um pulso se propaga com velocidade constante, vale a expressão: s = vt.
Fazendo s = λ, temos t = T; logo:
 λ = vT; 
λ = v . 
 ou
 v = λ.f
Procedimento Experimental
3.1 MATERIAIS
Sensor força
Fio de nylon (4.0m)
Suporte de mesa
Régua
3.2 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAL
1 – Inicialmente, montamos o nosso experimento conforme a figura acima, onde vemos nitidamente que o gerador de impulsos mecânicos produz uma onda na corda.
2 – Agora medimos o comprimento de onda com auxílio de uma régua.
3 – Aumentamos a frequência no aparato, aumentando assim o número de nós na corda.
4 – Repetiremos o processo anterior até conseguimos 8 nós.
5 – Montar uma tabela com os resultados.
Resultados
4.1 Usando os resultados obtidos, montamos a tabela abaixo:
	Quantidade de Nós
	Comprimento da onda λ (m)
	Frequência f (Hz)
	1
	1,9
	16
	2
	0,95
	30
	3
	0,6333
	46
	4
	0,475
	62
	5
	0,38
	77
	6
	0,3166
	92
	7
	0,2714
	108
	8
	0,2375
	124
4.2 Calcular a velocidade.	
	Usando a equação “V = λ . f” temos:
	Quantidade de Nós
	Velocidade (m/s)
	1
	30,4
	2
	28,5
	3
	29,1318
	4
	29,45
	5
	29,26
	6
	29,1272
	7
	29,3112
	8
	29,45