PROJETO CIÊNCIA NA BAGAGEM
Roteiro para estudo de vídeo
Prof.:
Patrocínio:
Aluno:
FINEP
Data: _____/_____/_____
Curso:
Sala :
n°:
Turma:
Aluno:
n°:
Roteiro elaborado por Luiz André Mützenberg para o filme vt_cb_29.mpg - Projeto Ciência na Bagagem - http://gaia.liberato.com.br/ciencianabagagem
SIMULADOR DE ONDAS
Objetivo: compreender a propagação de ondas periódicas.
Quando uma oscilação harmônica simples perturba um
meio e forma uma onda harmônica simples. Quanto a propagação, as podas podem ser transversais (ondas em uma cordas), longitudinais (ondas sonoras), mistas (ondas na água)
ou de torção (ondas no simulador usado ao fazer o filme). A
Fig.1 mostra duas ondas geradas no simulador.
5. Determine o comprimento de onda das ondas identificadas
como “freqüências menores” no filme.
6. Determine o comprimento de onda das ondas identificadas
como “freqüências maiores” no filme.
Para definir comprimento de onda se recorremos ao
conceito de fase, que deve ser mais bem definido. Matematicamente podemos dizer que fase é o argumento das funções
seno e cosseno.
Fig. 3. - Onda transversal gerada com o software Modellus.
7. Observe a Fig. 3 e responda: Quantos pontos estão em
concordância de fase com o ponto indicado pela seta? Justifique a resposta.
Fig. 1. - Ondas de torção geradas no simulador de ondas.
t=0,00s
Todos os elementos do meio em que uma onda se propaga oscilam com o mesmo período T e freqüência f, portando ao determinar o período e a freqüência de um dos elementos se determina o período e a freqüência da onda.
1. Determine o período e a freqüência das ondas identificadas
como “freqüências menores” no filme.
2. Determine o período e a freqüência das ondas identificadas
como “freqüências maiores” no filme.
t=0,01s
t=0,02s
t=0,03s
t=0,04s
t=0,05s
t=0,06s
t=0,07s
t=0,08s
Fig. 2. - Duas fotos tiradas com intervalo de meio período.
Para as ondas longitudinais e transversais a amplitude é
o máximo afastamento da posição de equilíbrio de um dos
elementos do meio. Nas ondas de torção a amplitude é o
maior ângulo que um elemento as afastou da posição de equilíbrio. As fotos da Fig. 2 mostram as posições extremas da
primeira vareta.
3. O giro que a vareta sofreu enquanto foram feitas as fotos é
a amplitude da onda de torção? Explique.
4. Determine a amplitude da onda de torção (desenhe o ângulo sobre as fotos e meça).
Comprimento de onda é a distância entre dois elementos
consecutivos que oscilam juntos, isto é, que possuem a mesma posição e velocidade sempre. As setas da Fig. 1 indicam
duas varetas que estão em concordância de fase. A distância
entre estas varetas é de um comprimento de onda . O comprimento do simulador de ondas é de 98 cm. Use esta informação e crie uma escala para responder as questões 5 e 6.
t=0,09s
t=0,10s
Fig. 4. - Resultado da simulação em instantes diferentes, mostrando
como a onda se propaga.
A Fig. 4 mostra que a onda avança uma distância igual a
um comprimento de onda () enquanto um ponto do meio
completa uma oscilação (T). Portanto a velocidade de propagação da onda será dada por:
 ou v  . f
Eq. 1
T
8. Explique a origem da equação v  . f .
9. Determine velocidade de propagação das ondas identificadas como “freqüências menores” no filme.
10. Determine a velocidade de propagação das ondas identificadas como “freqüências maiores” no filme.
v
Conclusão: ___________________________________________________________________________________________