Cordas vibrantes

CORDA VIBRANTE

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 ventres (n) (correspondendo a n-1 nodos), e os parâmetros que caracterizam a corda: o seu comprimento (L), a tensão a que está submetida (τ), a sua densidade linear (µ). Para tanto faremos quatro séries de medidas, analisando a dependência entre a freqüência e cada um dos parâmetros acima citados.

II - MATERIAL NECESSÁRIO: 1. 2. 3. 4. 5. Gerador de áudio-frequência (0-103 Hz) Alto falante usado como vibrador Porta-pesos Massas aferidas de 10, 50 e 100 g, 05 fios de nylon com diâmetros diferentes.

III – PROCEDIMENTO Antes dos alunos começarem o procedimento experimental, o professor poderá realizar uma breve discussão sobre os principais fenômenos relacionados com a propagação de onda: transmissão de pulsos isolados, superposição, reflexão, refração, ondas harmônicas e ondas estacionárias, dependência entre a velocidade de propagação e a tensão. Esta discussão pode ser ilustrada com o auxílio de molas tipo slinky e PSSC. O dispositivo experimental com o qual realizaremos