Experimento 15 - Ondas de Pêndulo

EXPERIMENTO 15 - LABAP: PROPAGAÇÃO DAS ONDAS, OSCILAÇÕES AMORTECIDAS, PÊNDULO SIMPLES / FÍSICA II. ########################## CONCEITOS RELEVANTES: ONDAS DE PÊNDULO. -------------------------------------------------------- Às vezes, basta assistir a uma demonstração de física para inspirar os alunos a olhar mais profundamente para a natureza conceitual da manifestação fortalecendo suas habilidades de pensamento crítico. Este experimento é um dispositivo que fornece uma oportunidade como essa. É constituído por uma série de pêndulos com períodos crescentes de que, quando liberado, simultaneamente, produz o efeito de uma onda na posição transversal ao comprimento do fio. A onda , neste caso, diminui em comprimento de onda, então parece muito caótico, em seguida, volta para a posição inicial a partir do qual tudo começou. Os comprimentos de cada pêndulo estão relacionados um com o outro de maneira que depois de um certo número de oscilações, eles estão de volta em fase.

Este vídeo mostra nove pêndulos de comprimento crescente com comprimentos de: 18; 18,375; 18,75; 19,125; 19,5; 19,875; 20,25; 20,625 e 21 cm, que balançam para lá e para cá. Às vezes, eles parecem estar em sincronia, em outras vezes, não.

O período de um ciclo completo da dança é de aproximadamente 18 segundos. O comprimento do pêndulo maior (21 cm) foi ajustado de modo que ele executa 20 oscilações no período de 18 segundos. O comprimento de cada pêndulo, sequencialmente menor, é cuidadosamente ajustado de forma que ele executa uma oscilação adicional nesse período. Assim, o 9º pêndulo (o menor com 18 cm) executa 22 oscilações. Os 9 pêndulos, que iniciam as oscilações ao mesmo tempo, depressa deixam de estar em sincronia. No entanto, após 18 segundos de oscilações, todos eles estarão de volta à sincronia, prontos para repetir a dança. A velocidade média da onda gerada é de aproximadamente 3 cm/s (diferença das velocidades entre os dois pêndulos das extremidades de 42 cm/s e 45 cm/s para comprimento de onda de 38 cm). As massas das bolinhas de aço são idênticas. Para pequenos ângulos de desvio do pêndulo em relação a vertical (menores que 10°) o seu período depende do comprimento do fio e da gravidade local, caso contrário além dessas grandezas físicas temos também a dependência com o ângulo inicial. ------------------------------------------ Direitos autorais: Prof. João Paulo (vice coordenador do LABAP) - Física.