Ondas Estacionárias

Departamento de Física e Matemática – Engenharia de Computação

FÍSICA EXPERIMENTAL II
EXPERIMENTO III – ONDAS ESTACIONÁRIAS
Relatório

Alunos: Carlos Andrade Turma de Sexta-feira, 13h

Belo Horizonte
18/06/2013

Fundamentação teórica
Se há ondas confinadas no espaço como ondas sonoras em um tubo fechado e ondas de uma corda com as extremidades fixas, reflexões nas duas extremidades fazem com que as ondas viajem nos dois sentidos. Há certas frequências para as quais a superposição resulta em um padrão estacionário de vibração chamado onda estacionária. 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 frequência, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção e sentidos opostos.
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 frequências de excitação. As frequências que geram este comportamento são chamadas de frequência de ressonância. A menor frequência de ressonância é chamada de frequência fundamental (vamos chama-la de f1) e produz um padrão de onda estacionária chamado de modo fundamental ou primeiro harmônico. A segunda menor frequência f2 tem uma frequência igual a duas vezes a frequência fundamental e é chamado de segundo harmônico. O conjunto de todas as frequências ressonantes é o chamado espectro de ressonância da corda.

Figura 1 - Ondas estacionárias em uma corda fixa nas duas extremidades. Antinodos indicados por A e os nodos são indicados por N. O n-ésimo harmônico produz n antinodos, onde n = 1,2,3...
Pode-se relacionar as frequências de ressonância com a rapidez de onda na corda e com o comprimento de onda da corda. A distância entre um nodo e um antinodo mais próximo é um