Ondas Estacionárias

1. Observando a Superposição e Reflexão dos Pulsos Slinky

1. Estique uma mola de aço esticada em um andar ou corredor, com um aluno segurando uma extremidade e outro estudante segurando a outra. Use fita para marcar duas 'barreiras' longitudinalmente a cerca de um pé do meio do slinky, em cada lado. Repita com barreiras que estão a dois metros do meio de cada lado.
2. Reveze-se lançando pulsos (empurrando o slinky a uma pequena distância horizontal e imediatamente voltando ao ponto de partida) com amplitudes que ficam dentro das barreiras marcadas.
3. Em seguida, tente lançar pulsos idênticos com a mesma polaridade simultaneamente de ambas as extremidades e observe o que acontece quando os pulsos se encontram. A onda sobreposta deve dobrar em amplitude, atravessar as primeiras barreiras coladas e bater as segundas barreiras coladas.
4. Agora, lance pulsos idênticos, mas com polaridade oposta simultaneamente e observe as superposições de pulso. Os pulsos devem cancelar uns aos outros enquanto se sobrepõem, e depois continuar viajando, nunca tocando as barreiras.
5. Corrija uma extremidade do slinky segurando-o firmemente na posição. Envie um único pulso para baixo para a posição fixa e observe a amplitude da onda após reflexão. Vai refletir de volta com polaridade oposta.

2. Medir a frequência de ondas em pé em uma mola

1. Estique o slinky através de uma sala ou corredor e meça e grave o comprimento esticado.
2. Com uma extremidade fixa do movimento (firmemente segurada), comece suavemente a deslizar a outra extremidade horizontalmente em movimento consistente até encontrar a onda de pé de frequência fundamental. Para este harmônico, deve haver apenas uma crista de onda com uma amplitude movendo-se para frente e para trás, como o perfil de uma corda de salto em movimento. Use um cronômetro para gravar o tempo necessário para vários ciclos de ondas. Um ciclo completo começa quando um antinodo se forma de um lado, desliza pelo centro para formar um antinode do outro lado e, em seguida, retorna à sua posição original. Use essas medidas para calcular a frequência, o período e o comprimento de onda para esta onda usando as Equações 1 e 2.
3. Aumente a velocidade da extremidade deslizante até que a próxima harmônica (n = 2) seja alcançada. Para este harmônico, deve haver duas cristas de onda em lados opostos movendo-se em direções opostas, e pode parecer a projeção 2D da letra 's' girando. Meça a frequência e calcule o período e o comprimento de onda para esta onda. Qual é a razão dessa frequência com a frequência fundamental?
4. Repita a etapa anterior para a próxima harmônica (n = 3).