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Prática 5 – Cuba de ondas Introdução Uma cuba de ondas é um aparato experimental que serve para gerar ondas na superfície da água, nos permitindo observar os fenômenos relacionados a propagação de ondas. Ao se produzir uma perturbação no meio líquido, a superfície do líquido se ondula e essa ondulação se propaga ao longo da mesma com velocidade 𝑣. Quando a perturbação é realizada em uma frequência 𝑓 bem definida, a velocidade 𝑣 pode ser expressa por: 𝑣 = 𝜆𝑓 onde 𝜆 é o comprimento de onda (distância entre dois máximos, ou dois mínimos). (Leia os capítulos referentes a ondas nos livros de física básica) Parte experimental Objetivos Produzir pulsos circulares e retos Analisar qualitativamente os pulsos produzidos Determinar o comprimento de onda Material utilizado Cuba de ondas gerador de perturbações e lâmpada estroboscópica. “Cuidados: Não utilizar amplitudes, isso acarretará em sérios danos ao equipamento”. Procedimentos Parte 1: Determinação da velocidade de propagação da onda Instale a régua no gerador de perturbações e ligue o gerador de frequência verificando se a régua esta tocando a superfície da água. “Cuidado para a régua não ficar batendo no fundo da cuba”. Estabeleça uma frequência da perturbação. Ajuste a frequência da luz estroboscópica para a mesma frequência (isso permitirá visualizar sobre a mesa uma imagem estacionária). Meça a distância entre dois máximos e calcule a velocidade de propagação. Repita os procedimentos anteriores para uma frequência diferente. Parte 2: Reflexão em superfícies Estabeleça uma frequência de perturbação. Coloque um anteparo reto dentro da cuba como mostrado na figura 1a. Faça um desenho e descreva o que acontece. Calcule o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão. O que você pode concluir desse resultado? Substitua o anteparo reto pelo anteparo curvo como mostrado na figura 1b, Faça um desenho e descreva o resultado. Figura 1 – Montagem para observação da reflexão da onda plana Parte 3: Ondas circulares e interferência de duas fontes pontuais. Remova a régua do gerador de perturbações. Instale uma das hastes de perturbação pontual. Coloque o sistema para vibrar com uma determinada frequência. Calcule o comprimento de onda, desenhe e descreva o que ocorre. Instale a segunda haste de perturbação pontual. Desenhe e descreva o que você vê. Observe que surgem padrões de interferência. A interferência é construtiva quando a diferença de caminho entre a fonte e o ponto onde ocorre a interferência é igual a um número inteiro de comprimentos de onda (∆𝑙 = 𝑛𝜆). A interferência é destrutiva quando a diferença de caminho é meio comprimento de onda (∆𝑙 = (𝑛 + 1 2⁄ )𝜆). Escolha um ponto de interferência destrutiva. Meça a distancia entre o ponto e as duas fontes. Calcule a diferença entre os caminhos. O que você pode dizer sobre o resultado encontrado.
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