CUBA DE ONDAS
Composição do conjunto experimental
Fonte de alimentação com duas saídas (lâmpada e vibrador) e protegidas com fusível e
relé.
Chave liga desliga e indicador de ligada com led verde, alimentação para o vibrador variável
de 0 a 12V-DC 1,5 A e protegida contra curto circuito, a alimentação para a lâmpada 12V AC
3A protegida com fusível de 3A, chave 127/220.
Fonte luminosa: cilíndrica com comprimento de 8 cm e diâmetro 50 mm, cabo com
comprimento de 7,5cm e diâmetro 0,95 cm, alongador com comprimento de 25 cm e diâmetro
de 0,95 cm, fixador e lâmpada de 12V-21W com lente condensadora de 8 di.
Acessórios: fonte de onda pontua,l dupla fonte pontual, fonte onda reta, cinco obstáculos
retos, obstáculo curvo e placa de acrílico para estudo de refração.
ESTUDO EXPERIMENTAL DAS ONDAS MECÂNICAS EM UM MEIO LÍQUIDO
PROCEDIMENTOS
01. Montar a cuba de ondas conforme a
figura ao lado e ajuste a distância do
espelho ao anteparo de projeção em 120
cm
02. Colocar aproximadamente 5 mm de água
na cuba e observar a profundidade da
água nos cantos da cuba (nível)
03. Colocar o vibrador no lado maior da
cuba.
04. Colocar a fonte de luz no lado menor da
cuba.
05. Colocar a ponteira A (fonte pontual) no
vibrador e ajustar para ficar com a ponta
na superfície da água.
06. Com a fonte de alimentação desligada,
gire o potenciômetro para esquerda
(tensão zero).
07. Ligar a fonte e observar a projeção.
08. Ligar o vibrador girando o potenciômetro
vagarosamente até que se tenha uma
freqüência média.
ESTUDO EXPERIMENTAL DAS ONDAS MECÂNICAS EM UM MEIO LÍQUIDO.
9. Desenho que representa os raios luminosos paralelos incidindo na superfície do líquido.
10. Por que a crista é a região mais clara e a depressão a região mais escura?
11. A distância entre duas regiões claras consecutivas representa que grandeza da onda?
12. Aumentar a freqüência de vibração e observar o comportamento do comprimento de
onda. (aumenta / diminui)
13. Que relação existe entre a freqüência e o comprimento de onda?
14. A velocidade de propagação é a mesma em todas as direções?Justificar a sua
resposta.
15. A velocidade de propagação depende das grandezas freqüência e comprimento de onda?
Justificar a sua resposta.
REFLEXÃO DE UMA ONDA EM OBSTÁCULO RETO
01. Colocar o anteparo F na cuba conforme o desenho abaixo.
02. Com a ponta de uma caneta toque na superfície do líquido.
03. Observar o comportamento da onda incidente. (figura 01)
04. Observar o comportamento da onda refletida. (figura 02)
05. Mudar o ângulo de incidência.
06. Repetir os procedimentos 2, 3 e 4.
07. Na reflexão, as velocidades das ondas incidentes e refletidas são iguais? Justificar a
resposta:
08. Colocar a ponteira D (fonte reta) no vibrador e ajustar para ficar na superfície da água,
conforme a figura 3.
09. Comparar o ângulo de incidência com o ângulo de reflexão.
REFLEXÃO DE UMA ONDA EM OBSTÁCULOS CÔNCAVO E CONVEXO
01.Colocar o anteparo E (côncavo/convexo) na cuba conforme o desenho abaixo.
02. Ligar o vibrador girando o potenciômetro no sentido horário e em seguida no sentido
contrario até que se tenha no máximo duas vibrações.
03. Observar o comportamento das ondas incidente e refletida no obstáculo côncavo.
(figura 01)
04. Observar o comportamento das ondas incidente e refletida no obstáculo convexo.
(figura 02)
REFRAÇÃO DE ONDA BIDIMENSIONAL
01. Colocar a ponteira D (fonte reta) no vibrador e ajustar para ficar na superfície da
água.
02. Ligar o vibrador girando o potenciômetro vagarosamente até que se tenha uma
freqüência média e uma frente de onda bem definida e
reta.
03. Ajustar a amplitude da onda para que a onda fique bem nítida. (figura 1)
04. Colocar a placa de acrílico no interior da cuba, para que se tenha duas regiões com
profundidades diferentes conforme a figura abaixo. (figura 2)
Atenção: A quantidade de água na cuba deve ter uma profundidade tal que sobre o
acrílico tenha uma profundidade de 1 a 2 mm.
ATIVIDADES
01. Comparar os comprimentos de onda nas duas regiões maior (profundidade/menor
profundidade).
2. A freqüência se modifica com a mudança do meio de propagação?03. O comprimento
de onda se modifica com a mudança do meio de propagação?
04. Em qual dos meios o comprimento de onda é maior? (maior profundidade/ menor
profundidade)?
05. A velocidade de propagação é maior em qual meio?
DIFRAÇÃO DE ONDA BIDIMENSIONAL
01. Com a mesma montagem da experiência anterior, retirar a placa de acrílico e
colocar os anteparos G conforme a figura abaixo.
02. Ligar o vibrador, girando o potenciômetro vagarosamente até que se tenha uma
freqüência média e uma frente de onda bem definida e reta.
03. Ajustar a amplitude da onda para que a onda fique bem nítida.
04. Explicar por que atrás do obstáculo a frente de onda é circular.
05. Aumentar a freqüência do vibrador e observar o fenômeno de difração.
06. O fenômeno de difração depende do comprimento de onda?
07. Explicar o comportamento do fenômeno de difração com a variação do
comprimento de onda.
08. Colocar dois anteparos na cuba, deixando uma fenda entre eles conforme a figura
abaixo.
09. Ligar o vibrador em baixa freqüência e observar o fenômeno de difração.
10. Aumentar vagarosamente a freqüência da onda e observar o comportamento do
fenômeno de difração.
11. Com uma freqüência média, diminuir de 5 em 5mm a abertura da fenda.
12. O fenômeno de difração depende da abertura da fenda?
13. Explicar o comportamento do fenômeno de difração com a diminuição da abertura
da fenda.
INTERFERÊNCIA DE ONDAS BIDMENSIONAIS COM DUAS FENDAS
01. Com a mesma montagem da experiência anterior, colocar na cuba os anteparos G,
H, e I para formar duas fendas, conforme figura abaixo.
02. Ligar o vibrador girando o potenciômetro vagarosamente até que se tenha uma
freqüência média e uma frente de onda bem definida e reta.
03. Ajustar a amplitude da onda para que a onda fique bem nítida.
04. Observar o fenômeno de interferência.
05. O que é interferência?
06. Construir um desenho que represente o fenômeno de interferência e indicar as linhas
nodais e ventrais.
07. O que é interferência destrutiva?
08. O que é interferência construtiva?
INTERFERÊNCIA DE ONDAS BIDIMENSIONALS COM DUAS FONTES
PONTUAIS
01. Com a mesma montagem da experiência anterior substituir a fonte reta por uma fonte
dupla C.
02. Ligar o vibrador girando o potenciômetro vagarosamente até que se tenha
uma freqüência média.
03. Observar o fenômeno de interferência.
04. Observar a linha ventral central (interferência construtiva).
05. Observar a linha nodal de primeira ordem (interferência destrutiva).
06. Observar a linha ventral de primeira ordem (interferência construtiva).
07. Variar o comprimento de onda e observar o que ocorre com o número de linhas
nodais.
08. Variara distância entre as fontes e observar o que acontece com o número de
linhas nodais.
1. Linha nodal
2. Linha ventral
3. Crista da onda
EFEITO DOPPLER
01. Com a mesma montagem da experiência anterior substituir a fonte dupla por uma
fonte pontual A
02. Ligar o vibrador girando o potenciômetro vagarosamente até que se tenha uma
freqüência média
03. Fonte pontual e ponto P2 ambos em repouso.
A freqüência da fonte é igual a freqüência da onda no ponto P2
04. A fixação do cabo do vibrador permite um aperto bem leve dando condições de
rotação.
05. Gire lentamente o cabo do vibrador provocando deslocamento da fonte pontual, como
mostra o desenho abaixo.
Fonte pontual que se aproxima do ponto P2 em repouso
06. Quando a fonte pontual se aproxima do ponto P2 em repouso, o comprimento de
onda: ______________________ (aumenta/diminui).
é
07. A
freqüência
da
onda
no
ponto
P2
______________________________(maior/menor) que a freqüência da fonte
pontual.
Fonte pontual que se afasta do ponto P1 em repouso
08. Quando a fonte pontual se afasta do ponto P1 em repouso, o comprimento de onda:
______________________ (aumenta/diminui).
09. A freqüência da onda no ponto P1 é _____________________(maior/menor) que a
freqüência da fonte pontual.
10. Escreva o que você entendeu sobre o efeito Doppler.