FIGURAS CHLADNI

FIGURAS DE CHLADNI

Introdução

Podemos gerar vibrações transversais num disco metálico, criando um forte atrito no seurebordo mediante um arco de violino ou um fio bastante esticado, segundo a direcção vertical, comose ilustra:

Figura 1. (padrões) de Chladny na placa vibrante ci rcular excitadas pelo arco.

Coloca-se o dedo indicador num certo ponto do rebordo do disco para dificultar ou eliminarvibração naquele ponto. Esses pontos de pequena ou nenhuma vibração são chamados de nós(nódos) ou pontos nodais. Espalha-se sal de cozinha, açúcar ou areia fina antecipadamente no disco, para fazer comque os padrões de ondas estacionárias bidimensionais se tornarem visíveis. Nos locais onde aamplitude de vibração é grande o sal ou areia é espalhado enquanto que nas regiões de pequenaou nenhuma amplitude de vibração (linhas nodais) o material se acumula. Alterando a distânciaentre o dedo que toca no rebordo do disco e o local por onde passa o arco de violino, o padrão deondas estacionárias mudará. De modo geral, quanto maior a frequência do som produzido maispróximas uma das outra estarão as linhas nodais. Uma demonstração visualmente maiscontundente pode ser realizada utilizando-se areia fluorescente e luz ultravioleta. A areiafluorescente pode ser obtida com certa facilidade m isturando-se areia fina com uma colher detinta fluorescente obtida em lojas da especialidade . Depois de bem seca a mistura tritura-secom os

dedos o torrão de areia que resulta, ou melhor aind a, passe por um moinho eléctrico oucentrifugadora. Essa areia especial pode ser coloca da dentro de um saleiro plástico bemseco, isso facilitará um espalhamento uniforme da a reia sobre o disco. Quando o disco éiluminado com luz ultravioleta, os padrões de areia , conhecidos como ' figuras de Chladny 'brilharão no escuro e serão melhor vistos por uma g rande plateia.

Procedimento experimental (1)

FIGURAS DE CHLADNI http://w3.ualg.pt/~pjsilva/guias/FIGURAS DE CHLADNI.htm

1 de 4 16/9/2012 05:36


Material utilizado

· uma chapa metálica quadrada e outra circular.

· um arco de violino (ou um cordel).

· alguma areia ou algum pó mais fino.

Procedimento

· Fixo o centro da placa metálica, de forma a que esta fique horizontal.

· Espalho areia sobre a placa.

· Roço as cordas do arco, ou o cordel bem esticado, no rebordo da placa.

· Registo os desenhos obtidos.

· Volto a espalhar a areia sobre a placa.

· Repito os passos anteriores, fazendo roçar o arco num outro ponto da placa.

· Comparo os padrões obtidos.

· Substituo a areia pelo outro pó.

· Tento reproduzir os padrões obtidos com a areia.

· Registo os padrões obtidos.

· Liberto o centro da placa e volto a prendê-la noutros pontos para obter maispadrões.

· Registo todos os padrões observados.

· Para obter ainda mais padrões misturo a areia com o pó sobre a placa.

· Registo os desenhos que obtenho.

Conclusões


2 de 4 16/9/2012 05:36

Conclusões

· Se roçar o arco em dois pontos não simétricos da placa, os desenhos obtidos são______.

· Se roçar o arco no mesmo ponto, tendo areia na placa, o desenho obtido é______ daquele que obtenho quando a placa está coberta com o pó.

· Se mudar o ponto de fixação da placa, os padrões obtidos são ______, mesmoque roce o arco no mesmo sítio.

· Quando realizo a experiência com o pó e a areia misturados, eles acabam por se______. O padrão obtido é semelhante à sobreposição dos padrões que seobtinham ______.

Aplico

· Quando passo o arco pelo rebordo da placa, a areia agrupa-se em figurasgeométricas.

· Este facto deve-se à transmissão de ondas estacionárias do arco para a placa.

· Quando faço vibrar a placa coberta com areia e pó, eles vão-se separando dandoorigem a figuras geométricas.

· A configuração das ondas estacionárias em função da zona fixa, onde a vibraçãoé nula.

· A areia é projectada para os nodos onde a variação é nula, os nodos, reunindo-see dando origem à configuração final observada.

· Passa-se o mesmo com o pó, só que a projecção à propagação do ar a vibrar.

· Como as correntes de ar se deslocam dos nodos para os pontos de vibraçãomáxima - os antinodos - vai ser aí que o pó não se vai acomular .


Utiliza-se um gerador de frequências com uma saída ligada a uma cabeça ou altifalante, oqual vai ficar em contacto com a placa metálica. Aplica-se uma determinada frequência harmónicapredeterminada de modo a que a areia se desloque para as regiões nodais, de molde a que umpadrão de onda estacionário fique perfeitamente definido sobre o disco, convém usar um disco

circular e outro quadrado, pois os discos de Chladni vão criar padrões característicos. Seguidamentevai-se variando a frequência do gerador dos 0.2 até aos 2 kHz e comparam-se os padrões obtidosquando uma frequência harmónica é ajustada.

Princípios Físicos envolvidos ● Comprimento de onda.


3 de 4 16/9/2012 05:36

● Ondas estacionárias. ● Vibração natural. ● Ondas estacionárias bidimensionais.


4 de 4 16/9/2012 05:36

Documents

FIGURAS CHLADNI