Tema do experimento: Experimento Melde
Objetivo experimental: Investigar a relação entre a tensão da corda, o comprimento de onda e a velocidade de propagação da onda.
Ferramentas e materiais: Cronômetro, corda, polia, peso de 50 gramas, fonte de alimentação, balança, régua.
Teoria básica:
A velocidade de propagação da onda é expressa pela equação:
v = λ f
Em formação :
v = velocidade de propagação da onda
λ = comprimento de onda
f = frequência
Ondas que se propagam em cordas ou fios são ondas transversais . A velocidade das ondas transversais em uma corda pode ser calculada usando a fórmula:
Em formação :
v = velocidade da onda na corda (metros/segundo)
F = T = força de tensão na corda (Newton)
μ = massa por unidade de comprimento da corda (quilograma/metro)
Etapas experimentais:
1. Meça a massa da corda usando uma balança.
Massa da corda = ……….gramas = ……….kg
2. Meça o comprimento da corda usando uma régua.
Comprimento da corda (l) =……….cm = ……….m
3. Calcule a densidade da massa da corda.
μ = m / l = ……….kg/m
Insira na tabela de dados, coluna de densidade de strings, primeira linha.
4. Monte o equipamento experimental conforme mostrado na figura. Uma extremidade da corda está conectada a uma carga de 50 gramas.
5. Meça o comprimento da corda de uma extremidade amarrada à outra extremidade amarrada.
Comprimento da corda (l) = ……….cm = ……….m
6. Ligue o cronômetro até que uma onda estacionária se forme na corda. Conte o número de antiondas. Número de antiondas = …………
Suponha que existam n estômagos, então a distância entre 1 estômago = comprimento da corda (l) / n = x
Distância 1 abdômen (x) = 1/2 comprimento de onda (1/2 λ)
1 comprimento de onda (λ) = 2 x =……….. m
Insira na tabela de dados, coluna de comprimento de onda, primeira linha.
7. Frequência da onda = frequência de vibração do cronômetro = frequência PLN = 50 Hertz
8. Calcule a velocidade de propagação da onda.
v = f λ =………..m/s
Insira na tabela de dados, coluna de velocidade da onda, primeira linha.
9. Repita o passo 4, usando um peso de 100 gramas.
Insira os dados na tabela, segunda linha.
10. Repita o passo 4, usando um peso de 150 gramas.
Insira os dados na tabela, terceira linha.
Dados:
Massa da carga (m) = 50 gramas = (50/1000) kg = (5/100) kg = 0,05 kg
Aceleração devido à gravidade (g) = 10 m/ s²
Peso da carga (w) = mg = (0,05 kg)(10 m/s² ) = 0,5 kg m/s² = 0,5 N
Peso da carga (w) = força de tensão na corda (F)
|
Não |
Força de tensão da corda (F) |
Frequência (f) |
Comprimento de onda ( λ) |
Densidade de massa da corda ( μ) |
Velocidade de propagação da onda (v = f λ ) |
|
1 |
0,5 N |
50 Hz |
|||
|
2 |
1,0 N |
50 Hz |
|||
|
3 |
1,5 N |
50 Hz |
Análise de dados:
– Qual a relação entre a tensão na corda e o comprimento de onda?
– Qual a relação entre a tensão na corda e a velocidade de propagação da onda?
– Qual a relação entre o comprimento de onda e a velocidade da onda?
Conclusão:
Apresente sua conclusão.
