Relatório 3 - Ondas estacionárias

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

Gabriel Augusto Alemão Monteiro
Pedro Tadao Suga
Philipe Augusto Pocidonio Silva

Física Experimental II
Ondas Estacionárias em uma Corda Finita
Relatório Prático 03
Laboratório de Física Experimental II (Lab. 216)
Turma G2
Data: 31/10

Relatório Técnico apresentado ao Curso de Engenharia de Materiais, como parte das atividades da disciplina “Física Experimental II”.

Orientador: Tiago Vilela

Belo Horizonte
Novembro / 2013
1. Fundamentação Teórica

Para uma corda finita uniforme de densidade linear de massa µ, submetida a uma tensão T, a velocidade de um pulso ou onda transversal é dada pela equação:

(01)
Lembrando-se que para pequenas amplitudes de oscilação, a velocidade independe da forma e da amplitude da onda.
Uma onda estacionária é obtida quando duas ondas de mesmo comprimento se propagam em direções opostas. Isso ocorre, por exemplo, em uma corda com as extremidades fixas, pois quando vibrações são produzidas, as ondas refletidas em cada extremidade se sobrepõem à outra gerando padrões de interferência típicos. Considerando o comprimento da corda, podem-se obter valores de frequências para os quais o padrão de interferência entre ondas as ondas que são refletidas em cada extremidade são ressonantes como mostra a figura 01.
Figura 01 – Padrões de Vibração

Fonte: VILELA, Tiago. Roteiro ondas estacionárias em corda finita.
Essas ondas estacionárias mostradas na figura 01 são chamadas de modos normais de vibração da corda. O modo fundamental corresponde à frequência em que n = 1; o primeiro sobre tom corresponde àquela em que n = 2; e assim sucessivamente.
Para isso ocorrer, o comprimento l da corda deve satisfazer a seguinte equação:

(02)
Em que n > 0.
Assim, a frequência natural de oscilação de uma corda com as extremidades fixas pode ser dada por:

(03)
As ondas produzidas por