UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIPCAMPUS SOROCABA – SP

ENGENHARIA BÁSICA

Discipl.: Complementos de Física - Laboratório

Ondas Estacionárias em uma corda

Nome: Antônio Ferreira Marques Junior

RA: A688BC-0

Turma: EB3R17

Prof. Jonas

17 – SET - 2010

Objetivo

Demonstrar por meio de um experimento em laboratório, os fatores que afetam a formação de ondas estacionárias nas cordas: o comprimento da corda, sua massa específica linear e a tração.

Introdução Teórica

Sempre que um sistema capaz de oscilar for solicitado por uma série de impulsos periódicos de frequência igual a uma das frequências naturais de oscilação do sistema, este vibra com amplitude relativamente grande.

Se uma corda for posta em vibração e abandonada, as graduações se extinguirão, pois ocorrerá dissipação de energia nos apoios, extremidades e pela resistência do ar. Entretanto, aplicando-se uma força periódica ao sistema, podemos manter este movimento. No experimento o amortecimento das oscilações serão compensados pela vibração de um alto-falante acoplado em um dos extremos da corda.

A onda estacionária de frequência mais baixa é chamada frequência fundamental, uma onda com um único ventre, as ondas com mais de um ventre são chamadas sobretons ou harmônicos superiores. Veja figura abaixo:

Através desta experiência, poderemos verificar a Lei Mersenne / Taylor das cordas vibrantes, onde as frequências de ressonância da corda é dada pela equação abaixo:

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, onde:

= Frequência emitida

n = Ordem de harmônico

l = Comprimento da Corda

T = Tensão a que a corda está sujeita que para o nosso caso, é a força peso P.

= Dendidade linear da corda

Material Utilizado

01 Gerador de áudio-freqüência variável01 Alto-falante01 Corda de nylon01 Amplificador

01 Roldana simples01 Suporte com régua04 Massas01 Porta Massas

Estes materiais deverão estar de acordo com o arranjo da figura abaixo:

O gerador de audiofrequência deverá ter sua saída conectada ao amplificador.

Procedimento Experimental

Após prender a corda conforme figura acima, devemos instalar o gerador e amplificador. Após a devida instalação, o gerador de áudio deverá ser ligado e a frequência variada até que se formem as ondas estacionárias na corda, em cada harmônico (n) solicitado. Para obtermos os dados solicitados na tabela I, devemos variar a freqüência, mantendo o comprimento da corda e peso constantes. Para os dados da tabela II, devemos variar a freqüência, juntamente com o comprimento da corda. Por fim, mantendo o comprimento da corda constante, variamos a freqüência juntamente com o peso para obtermos os dados da tabela III.

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A densidade Linear da corda ( ) foi calcula através da fórmula = m/L, sendo m a massa da corda e L seu comprimento, obtemos o valor de = 4,52 x 10-4. A força F foi calculada pela fórmula do Peso = m.g, conforme o número de massas adicionadas, somando-se o peso do porta massas. O porta massas tem massa = 19,62 x 10-3, e cada massa tem um peso de 50 x 10-3.

Tabelas Gráficos / Tabelas / Resultados / Conclusões

Tabela I – L = 1,30 m , = 4,52 x 10-4 e F = 119,62 x 10-2 N

(Hz). 18 32 50 77 100

n 1 2 3 4 5

Tabela II – n = 2 - = 4,52 x 10-4 e F = 119,62 x 10-2 N(Hz). 34 40 46 80

L(m) 1,20 1,00 0,80 0,60

Tabela III – n = 2 - = 4,52 x 10-4 e L = 1,20 m(Hz) 34 40 46 48

(N) 119,62 x 10-2 169,62 x 10-2 219,62 x 10-2 269,62 x 10-2

Bibliografia

http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_06.aspNotas de aula, Complementos de Física, Prof. Jonas

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