Ondas viajantes em uma corda: velocidade, frequência e comprimento de onda

1 · Prever

Uma corda sob tensão fixa carrega uma onda viajante. Se você acioná-lo em uma frequência mais alta, o que acontece com o comprimento de onda?

• O comprimento de onda fica mais curto – a velocidade da onda permanece fixa, então uma frequência mais alta comprime o padrão.
• O comprimento de onda fica mais longo em frequências mais altas.
• O comprimento de onda não muda com a frequência.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição de onda viajante e pressione Redefinir. A tensão da corda (120 N) e a densidade linear (0.01 kg/m) são fixas.
2. Habilite a leitura do comprimento de onda na corda.
3. Defina a frequência da unidade para cada tentativa e registre o comprimento de onda quando o padrão estiver estável.

3 · Coletar Dados

Plote o comprimento de onda λ (eixo y) em relação a 1/f (eixo x) para suas três tentativas. A linha passa direto pela origem?

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule v = √(T/μ) usando T = 120 N e μ = 0.01 kg/m, então λ = v/f. Compare ambos com a tabela.
2. A velocidade da onda é a mesma nos três testes. Explique, usando v = fλ, por que dobrar a frequência precisa reduzir o comprimento de onda pela metade.

5 · Aprofundar

1. Se você aumentasse a tensão da corda em vez de sua frequência, a velocidade da onda aumentaria ou diminuiria? O comprimento de onda em uma frequência fixa ficaria maior ou menor?
2. A velocidade de uma onda depende do meio (tensão e densidade linear aqui), não da rapidez com que você agita a corda. Explique por que a frequência e a velocidade da onda são quantidades independentes que você define separadamente.

A física por trás deste experimento

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