MOVIMENTO ONDULATÓRIO DATA E COLABORADORES

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[pic 48]

[pic 49]

O que mostra que a velocidade numa corda depende da densidade linear da corda e da tensão aplicada à mesma.

- PROCEDIMENTOS

Na primeira parte, medimos o comprimento da corda não esticada e sua massa para calcular sua densidade linear com o cálculo da respectiva incerteza. Em seguida, penduramos um peso de, aproximadamente, 300g na corda que estará presa na ponta do excitador de ondas e esticada até o suporte com roldanas. Assim, fizemos a medição do quanto à corda se distendeu após o peso ser preso e, por fim, calculamos a velocidade de propagação na onda para esta tensão na corda, dada pela equação [pic 50][pic 51], onde a tensão é dada pelo produto da massa pela gravidade (9,8 m/s²), seguido do cálculo da respectiva propagação de erro da velocidade.

Na segunda parte, mantemos o peso pendurado na corda e ligamos o gerador de ondas, ajustamos para frequência 0 Hz e fomos aumentando gradativamente até encontrarmos a frequência que estabelece o maior comprimento de onda (n=1), tomando o cuidado para manter a maior amplitude possível sem que a extremidade onde a corda está amarrada balance muito, a fim de obter um bom nó e medimos seu comprimento de onda, anotando os valores. Repetimos então este procedimento para n até oito. Após anotar os dados em uma tabela, fizemos um gráfico da frequência em função do inverso do comprimento de onda, calculamos a constante de proporcionalidade e comparamos a mesma com a velocidade obtida na primeira parte. Em seguida, fizemos um gráfico do comprimento de onda pelo inverso de n com os dados do procedimento anterior para mostrar que o coeficiente da reta é dado por 2L e provar que a relação [pic 52][pic 53] é obedecida.

- MATERIAL UTILIZADO

- Excitador de ondas PASCO

Este aparato possui uma extremidade onde é possível amarrar uma corda e, com o auxílio de um gerador de ondas e se esta estiver esticada, fazê-la vibrar produzindo ondas senoidais.

- Gerador de ondas PASCO

Este aparelho é utilizado para gerar ondas em cordas presas em um excitador de ondas. Possui controles na qual os usuários podem modificar a frequência e a amplitude desejada.

- Balança BIOPRECISA

Precisão: 0,1g

- Corda elástica de aproximadamente 2m

- Fio de Nylon

- Conjunto de pesos e suporte

O suporte permite colocar os pesos e prendê-los à corda, deixando-os pendurados. Ao todo foram utilizados para este experimento quatro pesos de 100g e um de 50g.

- Suporte com Roldana

Prendeu-se este na extremidade final da mesa, onde seria permitido deixar um pedaço do fio a ser utilizado pendurado para poder prender os pesos a serem utilizados.

- Suporte de Fixação

Utilizado para segurar o excitador de ondas.

- DADOS EXPERIMENTAIS

6.1 Densidade linear, tensão, velocidade e Tabela 01

- Tabela 01: Dados da primeira parte.

Dados coletados relativos à primeira parte do procedimento, como o comprimento da corda, sua massa e a massa dos pesos.

Tipo de objeto

Medida

Erro associado à medida

Corda c

195,00 cm

± 0,05 cm

Massa da corda m

8,7g

± 0,1g

Massa dos ‘pesos’ M

330,6g

± 0,1g

Corda distendida

249,0 cm

± 0,05cm

Obs.: erros obtidos devido aos instrumentos utilizados (erros instrumentais).

- Densidade linear: 0,035 ±0,001g/cm

(Erro: [pic 54][pic 55]), para Δm o erro da massa da corda, m a massa da corda, C o comprimento da corda e ΔC o erro do mesmo.

- Tensão: 323988 ±98 g.cm/s²

(Erro: [pic 56][pic 57]g.ΔM),onde g representa a constante da gravidade e ΔM o erro da massa dos pesos.

- Velocidade: 3042 ±128 cm/s

(Erro: [pic 58][pic 59] ).

- Tabela 02 e Tabela 03

Tabela 02: Valores f e [pic 60][pic 61].

Medida da frequência f em função de [pic 62][pic 63].

.

Frequência f e erro associado (Hz)

λ (cm)

1/λ ([pic 64][pic 65])

10,5 ± 0,1

299,2

0,003

21,1 ± 0,1

149,6

0,006

31,6 ± 0,1

99,7

0,010

42,2 ± 0,1

74,8

0,013

52,4 ± 0,1

59,8

0,017

62,7 ± 0,1

49,9

0,020