1-Ondas Estacionarias - Relatório

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CAMPUS PRAÇA XI
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
FÍSICA EXPERIMENTAL
ONDAS ESTACIONÁRIAS EM UMA CORDA
Fábio da Cruz Moraes – Matrícula 201307287573
Turma: 3128
Prof.: Jorge Antunes Mattos
Rio de janeiro, 28 de Maio de 2015�
RESUMO
O experimento teve como objetivo determinar a densidade linear de um fio através da observação das ondas estacionárias, a partir do movimento produzido por um motor e de uma força aplicada a uma corda. Também, com a experiência, pode-se verificar a dependência do período da onda estacionária com o comprimento da corda, a tensão aplicada e o número de nós. 
I – INTRODUÇÃO
	Uma onda pode ser entendida como uma perturbação que se propaga em um meio. Existe uma grande variedade de ondas na natureza, e o estudo de suas propriedades e seu comportamento constitui importante campo da física. Dentre as mais fundamentais propriedades associadas a uma onda está o transporte de energia sem envolver o arrasto do meio material onde ela se propaga. Neste experimento, estudaremos as características de ondas transversais que se propagam numa corda vibrante, particularmente daquelas que chamamos de ondas harmônicas estacionárias. Este tipo de onda é caracterizado por uma grande amplitude de vibração, e é uma manifestação de ressonância da corda com relação à excitação por uma força externa. Vamos notar que este sistema possui inúmeras freqüências de ressonância, ao passo que o oscilador forçado só possui uma. O objetivo do experimento é a obtenção experimental da relação entre a freqüência de vibração das ondas estacionárias (f), o número de nós, e os parâmetros que caracterizam a corda: o seu comprimento (L), a tensão a que está submetida (τ), a sua densidade linear (µ). 
II – DESENVOLVIMENTO TEÓRICO
Ao falarmos de ondas estacionárias entendemos que é o resultado de uma sobreposição de ondas refletidas e transversais desde a extremidade do meio onde se propagou, é fixa. Toda onda transversal propagada em uma corda, contém suas próprias características que são a sua velocidade, amplitude e frequência (f); e podem ser afetados pela constante que define a densidade linear da corda.
Fórmula de Taylor
  
T = tensão da corda ou Força aplicada.
III – DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL
Vibrador Eletrônico
Régua de medição
Corda (Fio)
Peso
Um vibrador produziu ondas senoidais para uma cadeia de comprimento L, onde medimos as ondas refletidas na extremidade oposta. As ondas estacionárias ocorrem sempre que a tensão, frequência e comprimento da corda têm valores apropriados.
A frequência de 54 Hz foi aplicada no vibrador e a medida entre 02 nós consecutivos foi determinada pela fórmula da densidade linear e velocidade. Vale ressaltar que a medida entre 02 nós é a metade de um comprimento de onda.
IV – RESULTADO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Foi aplicada uma tensão de 1,0 N no fio, após está aplicação, foi ligado o gerador de abalos e ajustada a amplitude e a freqüência.
A distancia da corda até o eixo foi medida e encontrado o valor de 0,57m, tendo em vista que após o ajuste de 54 Hz de freqüência.
Foi observado um No entre toda a extensão do fio. L= 0.57m
Sabendo que a expressão fundamental do movimento ondulatório é v = lambda x frequência, calculamos “v” de propagação da onda no fio: v = 0,57 x 54 = 30.78m/s.
Medimos posteriormente a densidade linear do fio com base na Fórmula de Taylor: v = √ F/u
30,78 = √ 1/u logo; u = 1/30.78m² .:. u = 1/947.4084 = 0,001055 kg/m
V – CONCLUSÕES
Concluímos que o número dos comprimentos de onda aumenta quando aumentamos a tração no fio, e que quando aumentamos a amplitude, a onda pode ser vista mais nitidamente, com maior definição; e que quando aplicada a expressão de Taylor, esta é aproximadamente 5 vezes maior do que na formulação simples.
IV – BIBLIOGRAFIA
Todos os dados aqui expressos foram retirados tão somente das aulas experimentais em laboratório.
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