ondas estacionarias

ONDAS ESTACIONÁRIAS

Física experimental II

RESUMO

Esse experimento tem como objetivo medir o comprimento da onda, calcular a massa da corda, encontrar a velocidade de propagação da onda, encontrar a freqüência e encontrar a densidade linear da corda, através de ondas estacionárias produzida nessa mesma corda.

INTRODUÇÃO

ONDA ESTACIONÁRIA

Ondas estacionárias são ondas que possuem um padrão de vibração estacionário. Formam-se a partir de uma superposição de duas ondas idênticas mas em sentidos opostos, normalmente quando as ondas estão confinadas no espaço como ondas sonoras em um tubo fechado e ondas de uma corda com as extremidades fixas. Esse tipo de onda é caracterizado por pontos fixos de valor zero, chamados de nodos, e pontos de máximo também fixos, chamados de antinodos. São ondas resultantes da superposição de duas ondas de mesma freqüência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos.

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

ONDAS ESTACIONÁRIAS EM CORDAS

Figura 1. Os três primeiros harmônicos de uma corda com ambas as extremidades fixas.

Em certas freqüências de oscilação cordas com uma ou ambas as extremidades fixas podem gerar ondas estacionárias.

Corda com Ambas as Extremidades Fixas
Se excitada uma corda fixa em ambas as extremidades com um movimento harmônico simples de amplitude pequena, são produzidos padrões de ondas estacionárias para certas freqüências de excitação. As freqüências que geram este comportamento são chamadas de freqüência de ressonância. A menor freqüência de ressonância é chamada de freqüência fundamental (vamos chamá-la de f1) e produz um padrão de onda estacionária chamado de modo fundamental ou primeiro harmônico. Cada freqüência de ressonância juntamente com a respectiva função de onda corresponde a um modo de vibração. Como a corda está fixa em ambas as extremidades, nestes locais são formadas um nodo. Nota-se assim que no primeiro harmônico haverá somente um