Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
� PAGE \* MERGEFORMAT �1� Sumário 1 – Capa.............................................................................................................................................01 2 – Sumário.......................................................................................................................................02 3 – Objetivo.......................................................................................................................................03 4– Introdução...................................................................................................................................................03-08 5 – Procedimento....................................................................................................................................................08 6 – Resultados...................................................................................................................................................08-12 7 –Conclusão...........................................................................................................................................................13 8 –Bibliografia........................................................................................................................................................13 3 – Objetivo O objetivo do trabalho era visualizarmos o movimento de ondas estacionárias na corda. Mostrando a dependência entre as grandezas velocidade, frequência e o tamanho da onda na corda realizada. 3.1 Materiais utilizados: - 01Excitador de ondas 01 Balança de precisão corda 01 Conjunto de pesos 4-Introdução Movimento Ondulatório Pulsos de onda Um pulso de onda é uma perturbação que se propaga através de um meio. Uma onda pode ser mecânica se ela se propaga em um meio material (como o som, ou a onda em uma corda), ou não (como a luz, que é uma onda eletromagnética, e que se propaga no vácuo). Suponha que no tempo t = 0 o pulso seja descrito por uma função no espaço na forma y = f(x) Se o pulso se propaga para a direita, sem se deformar, com velocidade constante v, então após um tempo t a função que descreve o pulso será dada por (veja a figura abaixo) y = f(x - vt) Assim, para sabermos se um pulso unidimensional se propaga como uma onda, basta determinarmos se a forma desse pulso depende no espaço e no tempo no modo y(x,t) = f(x - vt) (pulso de onda movimentando-se para a direita) Uma onda periódica é uma perturbação periódica que se move através de um meio. O meio em si não vai a canto nenhum. Os átomos individuais e as moléculas oscilam em torno das suas posições de equilíbrio, mas a posição média delas não se alteram. À medida que elas interagem com os vizinhos, elas transferem parte da sua energia para elas. Por sua vez, os átomos vizinhos transferem energia aos próximos vizinhos, em sequência. Desta maneira, a energia é transportada através do meio, sem haver transporte de qualquer matéria. Veja a animação abaixo, que descreve o meio por uma série de partículas ligadas por molas. Se o pulso viajar para a esquerda, a velocidade muda de v para -v, e a forma do pulso de onda muda para y(x,t) = f(x + vt) (pulso de onda movimentando-se para a esquerda) Ondas harmônicas Ondas periódicas são caracterizadas por uma frequência, um comprimento de onda, e pela sua velocidade. A frequência da onda, f, é a frequência de oscilação dos átomos ou moléculas individuais. O período, T = 1 / f, é o tempo que leva para um átomo ou molécula particular passar por um ciclo completo de movimento. O comprimento de onda é a distância, entre dois átomos, que oscilam em fase, ao longo da direção de propagação. Ondas transversas e longitudinais Se o deslocamento dos átomos ou moléculas for perpendicular à direção em que a onda está viajando, a onda é chamada de onda transversa. Se o deslocamento for paralelo à direção do movimento da onda, ela é chamada de onda longitudinal ou de compressão. Ondas trasnversas só podem ocorrer em sólido, enquanto que ondas longitudinais em sólidos, líquidos e gases. O movimento transverso requer que cada partícula arraste as partículas adjacentes às quais ela está fortemente ligada. Em um fluido isto é impossível, já que as partículas adjacentes podem se deslocar facilmente pelas outras. O movimento longitudinal somente requer que cada partícula empurre os seus vizinhos, o que pode aconteceer também em líquidos ou gases. O fato de que ondas longitudinais originárias de um terremoto passam através do centro da terra, enquanto que as ondas tranversas não passam, é uma das razões de acreditarmos que a terra possui um núcleo líquido. Interferência Duas ou mais ondas viajam no mesmo meio independentemente e podem passar através da outra. Este é o chamado princípio da superposição. . Se as duas ondas superpostas estiverem, no entanto, totalmente fora de fase, isto é, se os máximos se encontram com os mínimos, as duas ondas tendem a se cancelar. Teremos uma interferência destrutiva. Para ondas harmônicas de mesma amplitude o princípio da superposição fica na forma Reflexão e transmissão Ondas podem refletir em obstáculos. Na figura abaixo vemos uma onda em uma corda incidindo sobre uma parede, onde possui uma extremidade presa. A corda na parte da onda que chega à parede exerce uma força para cima sobre a mesma. Pela terceira lei de Newton, a parede exerce uma força igual e para baixo sobre a corda, invertendo a amplitude da onda, e enviando para trás um pulso igual e invertido. Se a corda não estiver presa à parede o pulso retorna a partir do extremo aberto, mas não há inversão do mesmo, pois não existe força exercida neste extremo. Veja a figura abaixo. Quando a onda passa de um meio a outro, uma parte da mesma é refletida enquanto que outra parte é transmitida. Veja a figura abaixo. A onda refletida pode interferir com a onda incidente resultando numa forma de interferência complicada e confusa. Reflexão de um pulso numa corda Quando um pulso, propagando-se numa corda, atinge sua extremidade, pode retornar para o meio em que estava se propagando. Esse fenômeno é denominado reflexão. Essa reflexão pode ocorrer de duas formas: Extremidade fixa Se a extremidade é fixa, o pulso sofre reflexão com inversão de fase, mantendo todas as outras características. Extremidade livre Se a extremidade é livre, o pulso sofre reflexão e volta ao mesmo semiplano, isto é, ocorre inversão de fase. � Refração de um pulso numa corda Se, propagando-se numa corda de menor densidade, um pulso passa para outra de maior densidade, dizemos que sofreu uma refração. A experiência mostra que a freqüência não se modifica quando um pulso passa de um meio para outro. Essa fórmula é válida também para a refração de ondas bidimensionais e tridimensionais. Observe que o comprimento de onda e a velocidade de propagação variam com a mudança do meio de propagação. 5- Procedimento: Não pode fazer o experimento, pois não houve tempo de pesar as cordas. 6- Resultados: Vide abaixo a imagem do experimento: 7- Conclusão: Concluindo que, o movimento harmônico é um fenômeno oscilatório, cuja representação matemática mais comum é uma onda que apresenta sempre um período (que é o tempo em que um ciclo completo de alternâncias de estado para em seguida começar outro), uma freqüência que seria a quantidade de repetições de ciclos em uma unidadede tempo, uma amplitude que seria um valor máximo de variação da onda, e uma intensidade, proporcional ao quadrado da amplitude e quase sempre em termos de energia. 8- Bibliografia: 8.1 http://www.alunosonline.com.br/fisica/principios-otica-geometrica.html 8.2 http://www.brasilescola.com/fisica/conceitos-basicos-otica-geometrica.htm Pesquisado no dia 23/11/2014. UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ ENGENHARIA CÍVIL \ PRODUÇÃO TUTOR: RELATÓRIO EXPERIÊNCIA: MOVIMENTO ONDULATORIO ALUNOS: Nome matrícula RIO DE JANEIRO 2° SEMESTRE - NOVEMBRO/2014
Compartilhar