Onda Estacionária

Som e Ressonância > Onda Estacionária

Onda Estacionária (Onda transversal)

Duas ondas sinodais com idêntica Amplitude, Comprimento e Frequência propagando-se em direcções opostas resultam numa onda combinada (Figura 1). A forma das ondas combinadas, em média, não tem propagação da energia e é conhecida como onda estacionária.

Figura 1: Formação da Onda Estacionária

Propriedades da Onda Estacionária:

(1) Nós: Pontos que estão estacionários e com amplitude nula. Nos nós, duas ondas viajam exactamente a mesma amplitude e fora de frase que compensam com o outro. (Figura 2).

Figura 2: Nós de Onda Estacionária

(2) Ventres: Pontos na amplitude máxima. Nos ventres, duas ondas viajam na mesma amplitude e na fase que reforçam com o outro (figura 3).

Figura 3: Ventres de Onda Estacionária

(3) A amplitude máxima de cada partícula está relacionada com a sua posição e cada amplitude oscila periodicamente. (Figura 4).

Figura 4: Amplitude a diferentes partículas da Onda Estacionária

(4) A distância entre dois nós adjacentes ou dois ventres adjacentes é igual a metade do comprimento de onda (Figura 5)..

Figura 5: Distância entre nós ou ventres

(5) Como o deslocamento dos nós é sempre nula, não existe passagem a forma da onda. Portanto, energia é confinada entre os dois nós adjacentes.

Onda Estacionária de Duas Extremidades Fixas:

Na Figura 6, o comprimento da corda é L. As duas extremidades fixas há nós. Entre eles, pode haver ou não nós. As posições dos nós e ventres são mostrados na figura. O comprimento da corda deve ser em múltiplos de metade do comprimento de onda.

ou

Uma vez que a velocidade de onda é

, onde a frequência é f , por conseguinte,:

(n é um número inteiro positivo)

Figura 6: Onda Estacionária de Duas Extremidades Fixas

Padrões Bidimensionais de Onda Estacionária – Padrões de Chladni

Os padrões de onda estacionária formados em placas planas bidimensionais, estão chamados os Patrões de Chladni (Figura 7)

Figura 7: Padrões de Chladni

Formação de Patrões de Chladni:

Coloque uma fina camada de areia numa placa horizontal plana e crie as ondas estacionárias através de vibração. Serem formados os nós e ventres em diferentes áreas da placa. A areia nos ventres saltará para outras posições, enquanto que a areia nos nós permanece estacionária. Após algum tempo, certa quantidade de areia irá acumular-se nos nós e formar linhas nodais (Figura 8). Os padrões variam de acordo com a frequência de vibração. Mas, eles são padrões simétricos em geral.

Figura 8: Estrutura de Patrões de Chladni

Ligações

Som e Ressonância > Onda Estacionária