Colégio Técnico da Escola de Educação Básica e Profissional da UFMG – Física – 1º Ano – 2015
Explorações e exercícios sobre ondas estacionárias
As figuras ao lado são capturas de tela do aplicativo
http://www.anglosj.com.br/fisica/estacionarias/estacio
narias.html. Elas ilustram a formação de ondas
estacionárias em uma corda tensionada a partir da
interferência de duas ondas com amplitudes e
comprimentos de onda iguais, mas que caminham em
sentidos contrários. As figuras mostram cinco instantes
consecutivos. Nos instantes 2, 3 e 4, as duas ondas que
se superpõem são vistas separadamente como duas
linhas mais claras. O resultado da interferência entre essas
duas linhas é mostrado por meio de uma linha mais
escura. Nos instantes 1 e 5, por outro lado, essas estão,
exatamente, uma sobre a outra. Nas figuras, a palavra
“Node” significa nó e a palavra “Antinode” significa
ventre. Use as figuras e as atividades feitas,
anteriormente, sobre esse tema para responder às
questões abaixo.
1 1) O aplicativo usado na produção das figuras ao lado
não identifica a fonte das ondas que se propagam em
sentidos opostos. Na atividade de laboratório Modos
Normais de Vibração e Ressonância em cordas
também lidamos com uma situação na qual ondas
progressivas e refletidas caminhavam em sentidos
opostos e se superpunham. Naquela situação, como
essas ondas eram produzidas?
2
3 4
2) Em quais instantes a interferência entre as duas ondas
é totalmente construtiva?
3) Em qual instante a interferência entre as duas ondas é
totalmente destrutiva?
5 4) Por que os pontos da corda situados nas regiões de
nó apresentam amplitude desprezível?
5) Por que os pontos da corda situados nas regiões de ventres apresentam grande amplitude?
6) Como o comprimento de onda das ondas que se propagam na corda afeta a distância entre dois nós ou dois
ventres consecutivos?
7) No laboratório você observou a formação de ondas estacionárias com um, dois, três e mais ventres, conforme
mostrado na figura ao lado da questão 8. O que você teve de fazer para encontrar essas configurações na
corda?
8) Podemos calcular a velocidade de propagação das ondas na corda
a partir da distância entre dois nós ou dois ventres consecutivos e
do valor da frequência de oscilação da fonte dessas ondas. Em um
experimento realizado de laboratório, um grupo de estudantes
encontrou 12 Hz como a primeira frequência de ressonância entre
um alto-falante e um fio esticado cuja extremidade estava presa ao
alto-falante. Nesse caso, havia apenas um ventre e a distância
entre dois nós consecutivos era igual ao tamanho da corda: 2,00
metros. Com esses valores, calcule a a velocidade de propagação
das ondas na corda
9) Calcule novamente a velocidade da onda na corda para a segunda configuração de ressonância com dois
ventres, onde a distância entre dois nós consecutivos era de 1,0 metro e a frequência de ressonância da onda
foi 24 Hz. Compare com a resposta da questão anterior e explique esses resultados.