física geral experimental - Departamento de Física - Universidade ...

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Física Geral e Experimental - Silvio Luiz Rutz da Silva
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ONDAS– RESSONÂNCIA
Objetivo
Verificar o fenômeno da ressonância
Fundamento teórico
BATIMENTOS
Em geral, sempre que sobre um sistema capaz de oscilar, atuar uma serie de impulsos periódicos
cuja freqüência seja igual à freqüência natural do sistema, este último começa também a oscilar
com amplitude relativamente grande. Tal fenômeno chama-se ressonância; diz-se que o sistema
ressoa com o impulso aplicado.
Um exemplo de ressonância consiste no modo com que empurramos um balanço. Os empurrões
sucessivos devem ser dados exatamente no ritmo em que o balanço oscila, para que este aumente
(ou mantenha) a sua amplitude de oscilação. Empurrar o balanço quando este ainda vem chegando
equivale a absorver uma parte de energia deste, prejudicando o movimento. Este exemplo vale
para dois diapasões com suas caixas de ressonância ( um de frente para o outro ), quando um é
excitado o outro entrará em vibração e se tornara audível. Esta experiência só funciona com
diapasões de freqüências iguais ou quase iguais.
Quando duas ondas sonoras de freqüências ligeiramente diferentes atravessam simultaneamente a
mesma região do espaço elas dão origem ao fenômeno de batimento. Se as duas possuem
amplitudes iguais a representação gráfica da onda resultante é semelhante ao da figura 1.
Figura 1
A freqüência do batimento é igual à diferença entre as freqüências das duas ondas:
TUBO DE KUBDT
f bat
= ∆f
= f − f
Na figura 2 representamos, esquematicamente, um tubo de Kundt na qual a direito da figura há um
alto falante vibrando em uma certa freqüência conhecida. Um pistão é mantido fixo, a onda que
parte do alto falante reflete no pistão e dá origem a uma onda estacionaria. No interior do tubo há
um pó muito tênue ( pó de cortiça ). Este pó acumula-se nos pontos nodais, como mostra a figura
2,
Figura 2
Como a distancia d entre dois nós consecutivos é de meio comprimento de onda, temos:
λ
v
d = , como: λ = , logo: v =
2df
2
f
2
1