Relatório ressonancia

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Instituto Federal de Minas Gerais – Campus Congonhas 
Disciplina de Física Experimental II 
Aline Vidal 
Itauany Barroso 
Vanêssa Pena 
Prática 3 – Ressonância 
1. Introdução 
Um sistema físico oscila livremente, ou seja, sem sofrer a ação de agentes 
externos. Isso significa que esse sistema está executando uma oscilação livre e possui uma 
frequência f, essa é a frequência natural de oscilação desse sistema. A partir do momento que 
for introduzido um agente externo que execute uma força sobre esse sistema, surgirá uma 
nova frequência f1 que será a frequência de oscilação do agente externo. Quando essas 
frequências se igualam, a amplitude assume seu valor máximo, assim como a transferência de 
energia. Esse fenômeno se chama ressonância. 
Sempre que a frequência de oscilação natural de um sistema é a mesma do 
agente causador externo, a energia do sistema atinge seu valor máximo fazendo o sistema 
vibrar com amplitudes cada vez maiores. Quando essas duas frequências se sobrepõem, uma 
nova amplitude passa a existir assumindo seu valor máximo, conforme a seguinte 
representação: 
 
Figura 1: Frequência natural de oscilação de um objeto. Fonte: acervo do autor 
 
Figura 2: Frequência de oscilação de um agente externo. Fonte: acervo do autor 
 
Figura 3: Sobreposição de frequências. Fonte: acervo do autor 
 
Neste experimento iremos observar o fenômeno da ressonância em sistemas 
físicos diversos e produzir registros escritos explicando as observações. 
 
2. Procedimento Experimental 
 
Materiais utilizados neste experimento: 1 base de papelão com 02 anéis de papel 
fixados com fita crepe; 02 diapasões com bases de madeiras removíveis, 1 parafuso de 
fixação, 1 martelo de borracha; 1 suporte giratório com 03 pêndulos de diferentes tamanhos 
fixados horizontalmente. 
 
Figura 4 – Arranjos experimentais. Fonte: Acervo do autor 
 
O experimento foi realizado no laboratório de Física do IFMG – Campus 
Congonhas no dia 16 de agosto de 2018 e realizado conforme a seguir: 
 
Primeira parte: 
1 - Segurando a base de papelão na mão, os 02 anéis foram tocados lateralmente e foi 
observada a frequência característica deles. 
2 - Balançando apenas a base de papelão, fizemos com que apenas 01 dos anéis respondesse à 
oscilação da mão. 
 
Segunda parte: 
3 – Batemos com o martelo no diapasão, quando ele estava fora do encaixe nas caixas de 
madeira. Ouvimos o som emitido. Repetimos o procedimento com o diapasão encaixado no 
suporte da caixa de madeira. 
4 – Colocamos os dois diapasões nos respectivos encaixes nas caixas de madeira. Colocamos 
uma caixa de frente para a outra, separadas por cerca de 7 cm. Batemos com o martelo no 
diapasão de uma das caixas. Esperamos cerca de 3 segundos e colocamos a mão no diapasão 
em que batemos o martelo, de modo a parar sua vibração. 
5 - Fixamos o parafuso bem na borda de um dos diapasões e repetimos o procedimento 
executado no item 4. 
 
Terceira parte: 
6 – Utilizando o suporte com os pêndulos, tocamos cada um deles e observamos suas 
frequências de oscilação. 
7 – Movendo apenas a manivela com a mão, para um lado e para outro, fizemos com que 
apenas um dos pêndulos se movimentasse com maior amplitude. Repetimos para os demais 
pêndulos. 
8 – Determinamos a frequência de oscilação da mão quando apenas o pêndulo de maior 
comprimento se encontrava em ressonância com a mão. 
 
3. Resultados e Discussão 
 
Primeira parte: 
 Quando tocamos os anéis lateralmente, pudemos observar que o anel de maior 
diâmetro oscila em uma frequência maior. Para que apenas um dos anéis se movimentasse, foi 
necessário balançar a base de papelão com baixa velocidade. 
 
Segunda parte: 
As caixas de ressonância foram inventadas para reforçar os sons produzidos por 
instrumentos musicais. Esses dispositivos ampliam determinadas vibrações ao entrarem em 
ressonância com a frequência de vibração das moléculas de ar contidas em seu interior. 
Assim, quando um diapasão é montado sobre uma caixa de ressonância, o som produzido pela 
vibração das hastes desse dispositivo é grandemente ampliado por ressonância com o ar 
contido nela. Desta maneira, quando encaixamos o diapasão sobre o suporte e batemos nele, o 
som ficou mais grave que fora do suporte, pois o comprimento de onda ficou maior e 
consequentemente a frequência menor. Ao colocarmos os diapasões um de frente para o 
outro, observamos que ao tocar nele após bater com o martelo, o som e a vibração iam 
diminuindo gradativamente. Ao fixarmos o parafuso em um dos diapasões, o som e a vibração 
diminuem mais rapidamente, pois a frequência natural do objeto foi modificada. 
 
Terceira parte: 
Ao tocarmos nos 03 pêndulos, pudemos observar que o de menor comprimento 
apresentou uma frequência maior, e o de maior comprimento uma frequência menor. Ao 
manipularmos a manivela em baixa velocidade, pudemos aumentar a amplitude do pêndulo de 
menor comprimento, em média velocidade foi o pêndulo de comprimento médio que teve sua 
amplitude aumentada. Já o pêndulo de maior comprimento foi possível obter maior amplitude 
quando a manivela foi girada com maior velocidade. Realizamos a medição de frequência do 
pêndulo de maior comprimento (40 cm) quando ele se encontrava em ressonância com a mão 
manipulando a manivela e obtivemos o equivalente a 45 ciclos durante 1 minuto. Já o de 
menor comprimento (18 cm) obteve uma frequência de 69 ciclos por minuto. 
4. Conclusão 
 
 O experimento foi bem sucedido e o objetivo foi atingido. Pudemos observar 
que ao manipular o sistema de forma com que os dois dispositivos (mão e arranjo 
experimental) oscilassem com a mesma frequência, o sistema entrou em ressonância e houve 
transposição de energia de um dispositivo para o outro. 
 Também pudemos concluir que o comprimento do fio do pêndulo e o comprimento de 
onda são inversamente proporcionais à frequência, já a velocidade é diretamente proporcional. 
Por fim, pôde-se perceber a relevância da ressonância em diversas aplicações, como na 
música, na engenharia e na medicina. 
 
 
5. Referências Bibliográficas 
 
 [1] Halliday, D.; Resnick, R. Física. 8ª ed. Vols. 2. Editora: LTC, Rio de Janeiro, 2008. 
[2] Nussenzveig, H. M. Curso de Física Básica. 4ª ed.Vol.:2. Editora: Edgard Blucher. São 
Paulo, 1999.