Relatório De Ondas Estacionárias

Sumário

1. Objetivo 3

2. Introdução Teórica 4

2.1 Exemplos 4

2.2 Relação entre frequência e comprimento da onda 5

3. Algumas Fórmulas 7

4. Um fato curioso 9

5. Materiais Utilizados 10

6. Procedimento experimental 10

7. Resultado experimental 10

8. Conclusão 11

9. Referencias Bibliográficas 12

Resumo

 Denominam-se ondas estacionárias o movimento causado por uma perturbação que se propaga através de um meio. Neste caso trata-se de uma onda mecânica, que precisa de um meio material para se propagar (não se propaga no vácuo). É possível ainda dizer que um protótipo, com corda na horizontal ou na vertical, representa uma propagação unidimensional.

1. Objetivo

 A experiência teve por objetivo o estudo da propagação de ondas numa corda e o estabelecimento de ondas estacionárias, assim como determinar a densidade linear da corda.

2. Introdução Teórica

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.

Uma onda estacionária em uma linha de transmissão é uma onda na qual a distribuição de corrente elétrica, tensão elétrica, ou campo elétrico é formado pela superposição de duas ondas de mesma frequência se propagando na direção oposta. O efeito é uma série de nodos (deslocamento zero) e antinodos (deslocamento máximo) em pontos fixos ao longo da linha de transmissão. Esta onda estacionária pode ser formada quando uma onda é transmitida a partir de uma extremidade da linha de transmissão e é refletida na outra extremidade por um casamento de impedâncias, ex., descontinuidade, como um circuito aberto ou um curto-circuito.

Na prática, perdas na linha de transmissão e outros componentes significa uma reflexão perfeita e uma onda estacionária pura nunca é gerada. O resultado é uma onda estacionária parcial, que é uma superposição de uma onda estacionária e uma outra onda. A forma de onda resultanteé medida pela relação de ondas estacionárias (ROE).

2.1 Exemplos

 Ondas oceânicas de superfície , que são perturbações que se propagam através da água (veja também surf e tsunami).

 Som - Uma onda mecânica que se propaga através dos gases, líquidos e sólidos, que é de uma frequência detectada pelo sistema auditivo. Uma onda similar é a onda sísmica presente nos terremotos, que podem ser dos tipos S, P e L.

 Luz, Ondas de rádio, Raio X, etc. são ondas eletromagnéticas. Neste caso a propagação é possível através do vácuo.

2.2 Relação entre frequência e comprimento de onda eletromagnética

As ondas eletromagnéticas são ondas transversais formadas pela combinação dos campos magnético e elétrico que se propagam no espaço perpendicularmente um em relação ao outro. São ondas eletromagnéticas as ondas de rádio, microondas, infravermelho, ultra violeta, raios X, raios gama e a luz visível ao olho humano. Estas ondas não precisam de um meio de propagação, podendo viajar até no vácuo.

Todas as ondas possuem grandezas físicas que são:

- Frequência: é o número de oscilações da onda por um certo período de tempo, representada pela letra f. A unidade derivada do SI para frequência é o hertz (Hz), que é a expressão de oscilações por segundo.

- Período: é o tempo necessário para a fonte produzir uma onda completa. No SI é representado pela letra T e é medido em segundos. É possível relacionar a frequência e o período de uma onda, a equação é f = 1/T ou T = 1/f.

- Comprimento de onda: é o tamanho de uma onda, que pode ser medida de crista a crista, do início ao final de um período ou de vale a vale. É representada no SI pela letra grega lambda (λ).

- Velocidade: todas as ondas possuem uma velocidade, que sempre é determinada pela distância percorrida sobre o tempo gasto. No vácuo, a velocidade de uma onda eletromagnética é a mesma para todas as frequências, sendo 299.792,458 km/s, ou seja, é a velocidade da luz, chamada de constante c.

- Amplitude: é a altura da onda, é a distância entre o eixo da onda até a crista. Quanto maior for a amplitude, maior será a quantidade de energia transportada.

O comprimento de onda tem uma relação inversa com a frequência, o comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. Como a velocidade da luz é uma constante então esta relação é dada por λ = c/f. Que é a equação fundamental da ondulatória, v = λ.f, pois v = λ/T ou v = λ.1/T.

Os diversos tipos de ondas eletromagnéticas formam uma faixa de frequências com os respectivos comprimentos de ondas, que caracterizam o espectro eletromagnético. A figura abaixo mostra o espectro eletromagnético e os sentidos inversos do aumento na frequência e do aumento no comprimento de onda.

Por que uma onda de grande comprimento não pode ter uma frequência muito alta? Porque senão sua velocidade seria maior