Revisão de Física Avançada 1 - Ondas e Movimento Harmônico

[LEGENDA AUTOMÁTICA] então o que diz a lei de hulk além de hulk diz que a voz elástica diretamente proporcional à constante alasca da mola vezes o seu engajamento ou seja o quanto ela se afastou do da posição de equilíbrio ou esticada ou comprimida então vamos ver um problema que envolve a lei de rock uma mola está pendurado no teto em repouso e tem um complemento natural l1 quando a massa e me pendurar a janela ela estica para o cumprimento l2 com a constante elástica da bola vemos que há uma diferença no em longamento de l 2 - 1 portanto a força elástica vai ser igual à força gravitacional mg elástica dado por cavaco existes nesse caso o xv se ele 2 - é nenhum que vai ser igual à mg portanto a constante elástica será mg sobre l2 - l1 o que é que lhes um movimento harmônico simples quando você tem o seu x ou seja a sua variação em função desse ano ou de um conselho isso é função harmônica simples você tem amplitude duas vezes níveis a frequência ou como a freqüência é o inverso do período do isp sobre o período o período de uma massa ligada a mola e 2 pi design quadrados a massa ligas a mola sobre kaká isso significa que não depende da amplitude você pode aumentar a amplitude ou diminuir que o período vai ser o mesmo qual o período do pêndulo do isp raiz quadrada do cumprimento do pêndulo sobre a aceleração da gravidade ou seja neste caso não depende só da amplitude mas também não depende da massa para angus pequenos o período ter dado pela distância entre duas cristãs no gráfico da amplitude vezes o tempo então vamos ver um exemplo num laboratório a massa m na terra pode ser tanto pendurado numa corda de comprimento l e deixada a balançar para frente para trás o ligada a uma mola e constante e lass kaká livre para oscilar para cima e para baixo período te dá bola se a massa por dobrada para 2 gm e colocada no grupo da primeira o que vai acontecer com o período período do pêndulo é 2pi raiz quadrada de l sobre g ou seja não depende da massa portanto período do pêndulo não muda ondas o que significa ondas é uma perturbação no meio e nós estamos falando aqui de meios materiais como água a corda onde as transversais são aquelas que a ondulação até prende com a propagação da onda e ondas longitudinais só aquelas que a propagação é paralela à velocidade da onda um exemplo de onda longitudinal é o som onde você tem uma parte que é comprimida e uma parte que é hare feita ea oscilação se dá ao longo da velocidade da propagação da onda a velocidade é dado pelo cumprimento sobre o período se o período inverso da freqüência a velocidade também pode ser dada pelo cumprimento vezes a freqüência ou o comprimento da onda vai ser a velocidade sobre a freqüência do gráfico da amplitude pela distância nós temos que cristo a crista nos vai dar o comprimento da onda já no gráfico da amplitude da onda pelo tempo o cumprimento de crista a crista ou vale a vale nós temos o período da onda cuidado para não confundir se você aumenta a freqüência você pode achar que aumenta a velocidade na realidade quando você aumenta a freqüência você diminui o comprimento de onda ea velocidade continua a mesma a velocidade só vai depender do meio se a temperatura for maior a densidade do meio como maior no caso da água se a salinidade da água foi maior e assim por diante então temos um exemplo no laboratório sonoro com o volume via temperatura ter um alto falante é ligada a um gerador de uma função que toca a nota com a freqüência s ea amplitude à qual das seguintes mudanças afetará veloz a idade das ondas sonoras o aumento da freqüência vai diminuir o comprimento de onda e não vai alterar a velocidade o aumento da temperatura sim vai modificar a velocidade da onda a diminuição da amplitude apenas é fazer com que seu volume é baixo ea diminuição do volume acústico do laboratório não vai interferir em nada portanto letra b o que é o efeito duplo quando uma fonte sonora está se aproximando se afastando de um observador o comprimento de onda diminui ou aumenta e com isso faz com que a freqüência diminua ou aumente pois a velocidade do som é a mesma para os dois observadores portanto se você tem um comprimento de onda menor você vai ter uma freqüência maior para o observador que vê a fonte se aproximando já para o observador que vê a fonte se afastando você vai ter um comprimento de onda maior ou seja você vai perceber uma freqüência menor então vamos ver um exemplo o motorista observa frente uma pessoa parada na calçada ele buzina constantemente e medida do som com a freqüência s buzina motorista também aciona os freios e derrapa até parar em frente à pessoa na calçada como a pessoa parada na calçada percebe o som antes da parada do carro você tem o carro vai parando as ondas estão comprimidos portanto o comprimento de onda é menor a freqüência percebida pelo observador é maior na hora que o carro pára na frente dele o som que ele vai perceber vai ter a mesma freqüência da buzina portanto primeiro a freqüência mais alta que a freqüência da buzina e depois a freqüência se torna a mesma duas ondas combinadas uma com a outra pode sofrer interferência construtiva ou pode sofrer interferência destrutiva se elas estão em fase elas vão ter a interferência construtivas ela estão defasados em 180 graus elas vão ter a interferência destrutiva ou seja nesse momento comprimento de onda será zero atenção pois se você tem um curso que está andando para a direita e vai sofrer interferência de um pulso que está andando pra esquerda na hora que eles passam pelo outro e sofrem interferência destrutiva mas depois que um passa pelo outro ele segue seu caminho normalmente como se nada tivesse acontecido então vamos ver um exemplo dois pulsos de onda numa corda e uma em direção à outra como mostra a figura qual será a forma de onda quando expulso se sobrepuser em quando os pulsos se sobrepuser em nós vamos ter que neste ponto aqui nós temos o dever 60 mas o dia azul é menos duas unidades quando ele está nesse ponto o de vermelha duas unidades para cima de azul duas unidades para baixo portanto a interferência tratamento destrutiva neste ponto o pulso de vermelho está duas unidades para cima o curso de azulejista duas unidades para baixo portanto eles vão ter interferência totalmente destrutiva e nesse ponto aqui o de vermelho é zero e um de azul é menos dois portanto a forma de onda vai ser uma onda desse tipo aqui ou seja a letra a o que são ondas estacionárias para que haja uma onda estacionária não depende apenas do cumprimento mais das extremidades ou seja o comprimento entre os nós neste caso tem que dar pelo menos a primeira fundamental que a primeira fundamental você tem a metade do comprimento de onda esta é o primeiro fundamental a segunda harmônica é uma onda completa onde os nós são com a interferência totalmente destrutiva e você tem a terceira mônica que você tem uma onda completa mas o meio ou seja você vai ter três comprimentos de onda sobre 2 e assim sucessivamente as ondas estacionários em cordas ela pode ter um ponto fixo e um ponto móvel ou seja esse ponto móvel vai ser o vento que vai ser o de maior movimentação e esse ponto de nó vai ser o de total destruição nesse caso a fundamental um quarto comprimento de onda a segunda harmônica será um quarto mais um quarto mais 14 34 de comprimento de onda para o cumprimento da corda e até ser harmônica será 5 cumprimento de ana sobre quatro ou seja um quarto depois três quartos do comprimento de onda depois 54 do comprimento de onda então temos aqui um exemplo na extremidade da corda de comprimento ela está a prisão a parede ea outra extremidade está na barra vibratório um estudante determina a onda estacionária como mostrado na figura com a freqüência fizeram qual a velocidade de propagação da onda na corda então nós temos aqui é zero o comprimento da corda vai ser um comprimento de onda mais um meio ou seja o comprimento da corda será três meios do comprimento de onda ou seja o comprimento de onda será dois textos do comprimento da corda com uma velocidade dada pelo comprimento de onda vezes a freqüência nós vamos ter que a velocidade vai ser dois terços de l vezes a freqüência resposta à letra de ondas estacionar em tubos som podem ser abertos em aberto você tem ou seja a maior perturbação possível então nós temos o comprimento do tubo ele e daqui pra cá nós temos meio comprimento de onda já na segunda harmônica nós começamos com vento e damos uma volta completa chegamos ao vento normalmente ou seja nós temos um comprimento de onda e assim por diante ou seja isso daqui é muito parecido com a harmônica na corda de nota até nó se nós fecharmos um dos lados no tubo vemos que o comprimento do tubo será 14 comprimento de onda na segunda harmônica vamos ter um quarto mais um quarto mais um quarto ou seja três quartos do comprimento de onda para o cumprimento do tubo seguindo a mesma regra da corda onde você tem um nó de um lado e um lado souto do outro então temos um exemplo como se só para tudo que é aberto em ambas as extremidades este entra em ressonância com as freqüências 0 a base do tudo é tampada e novamente lewis o produto do qual a freqüência percebida em outubro for só parado constantemente ou seja você tem o tubo aberto então você tem ventre a tese entre ou seja você tem que o comprimento do tubo vai ser um meio do comprimento de onda ou seja comprimento de onda é de 2 l e quando você fecha o tubo você vai ter o vento de um lado eo nódulo o outro ou seja o cumprimento do tubo agora vai ficar 14 comprimento de onda ou seja o comprimento de onda vai ser de 4 l então se você tem que a velocidade é constante você tem a freqüência vezes o comprimento de onda se o comprimento de onda aumentou significa que a frequência diminuiu em andamento duas vezes a freqüência de ondas diminuiu duas vezes batimento quando você tem duas ondas interferindo uma na outra elas não estão em fase tem interferência construtiva elas 11 modificando até que as fases volta a bater novamente ela tem de novo a mesma interferência construtiva ou seja essa distância entre uma interferência construtiva completa e outra interferência consultiva completa nós chamamos de período de batimento e como é que você calcula a freqüência do batimento muito simples é a freqüência - a outra o modo que isso vai dar o inverso do período de batimentos hino a diferença entre as frequências não existe batimento então nós temos um exemplo duas ondas geradas criam uma onda sobre a aposta o gráfico das duas ondas separadamente é mostrado na figura a freqüência de batimentos então nós vemos que o período dessa primeira onda é de 4 segundos enquanto que o período dessa segunda onda é de 2 segundos então a frequência desta onda vai ser o inverso do período vai ser 0,25 enquanto que a frequência desta onda vai ser o inverso do período vai ser de 0,5 rex ou seja como a freqüência de batimentos é a subtração dessas duas ondas temos 0,5 menos 0,25 o que vai dar 0,25 rex como a freqüência de batimentos