O que são as ondas estacionárias transversais?

OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

O principal objetivo desta atividade consiste em estabelecer o conceito de onda estacionária transversal.

MATERIAIS NECESSÁRIOS

• Cabo de ligação 1.000 R(2)
• Elástico
• Cronovibrador
• Fonte de alimentação
• Fio

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Supor que temos uma corda ou uma mola indefinidas, ou pelo menos suficientemente longos. Ao dar no extremo apena suma sacudidela, mas completa, ou seja, à direita e à esquerda, formar-se-ia uma onda completa, aproximadamente sinusoidal, que avançaria ao longo da corda ou da mola indefinidamente.

A velocidade de propagação é constante en cada corda ou mola para una determinada tensão. Se esta velocidade fosse, por exemplo, de 4 mis e dessemos com a mão uma sacudidela num segundo, resultaría uma onda de quatro metros; se a sacudidela durasse meio segundo a onda seria de dois metros, etc.

Se a nossa mão oscilasse continuamente e sempre ao mesmo ritmo, formar-se-ia uma sucessão de ondas, o comboio de ondas, completas progressivas que avançariam indefinidamente. Como a corda ou a mola indefinidas são impossíveis, as ondas sucessivas chegam ao seu extremo e voltam refletidas, com ou sem inversão segundo se trate de um extremo fixo ou livre.

Ao cruzarem-se as ondas que vão com as que vêm, produzem-se as ondas estacionárias, que se chama assim porque a mola ou corda adquirem um movimento de aspeto especial, no qual já não se pode apreciar nada que se desloque ao longo do mesmo. Somente se vê que alguns pontos oscilam fortemente e que outros permanecem em repouso.

Os primeiros chamam-se ventres e os segundos nós.

INSTRUÇÕES PARA REALIZAR A EXPERIÊNCIA

Passo 1

Para observar estas ondas utiliza-se a corda que se mantem no ar por dois operadores que seguram os seus extremos, e enquanto um tem a sua mão imóvel (melhor se estiver apoiada na mesa), o outro produz oscilações ao ritmo desejado. Nota-se facilmente qual há de ser este ritmo para que se formem as ondas estacionárias.

Se o ritmo é muito lento aparece uma única semi onda, com apenas um ventre e dois nós nas extremidades. Com maior rapidez as ondas são mais curtas e a corda oscila na forma 2 ou 3.

Passo 2

Podem realizar-se experiências simples com a montagem da figura. Ata-se o elástico à lâmina do crono vibrador para que entre em ressonância com a corrente alterna e vai-se esticando o elástico com a mão.

Formam-se no cordão ondas estacionárias, em número variável e de diferentes longitudes segundo a tensão.

VIDEO DA EXPERIÊNCIA