EXPERIMENTO: FIGURAS DE CHLADNI (PARTE 2) - EXPLICADO

o Olá pessoal tudo bem com vocês Bom começar a querem aqui de novo e hoje a gente vai para a segunda parte do experimento sobre figuras de Claudine e a ideia é que a gente entende a parte teórica desse experimento porque é que aquelas figuras acabam se formando Então vamos lá vamos entender aqueles ferimentos é bom a primeira coisa que a gente precisa compreender para entender aqueles ferimentos são alguns fenômenos ondulatórios Na verdade são três deles e a gente vai Rever aqui quais são cada um desses fenômenos o primeiro fenômeno ondulatório o importante é a

reflexão da onda o que a reflexão da onda uma prática basicamente uma reflexão e quando uma onda se propagando político uma superfície e retorna por meio de preocupação sofrendo desvio ou não isso é a reflexão pode ficar mais claro vamos fazer uma reflexão da onda unidimensional para a gente compreender algumas características importantes desse fenômeno Tão vamos lá vamos falar de reflexão unidimensional povo tá na minha frente eu coloquei aqui duas representações de duas cordas uma corda fixa uma extremidade Então vou anotar aqui que essa extremidade é fixa e essa extremidade por isso que eu representei

aqui uma e essa extremidade da corda é Móvel agora para gente compreender bem A reflexão de onda vamos colocar apenas um pulso em cada uma das suas cordas bom eu tenho então dois pulsos se propagando em cada uma dessas cordas o que vai acontecer com ele hoje daquele se propagam homem que ele vai colidir com essa superfície e aí é quando acontece então a reflexão da onda o que a conversa que como aqui eu tenho uma extremidade fixa e uma extremidade móvel nós vamos observar uma certa diferença entre um tipo de reflexão e o outro

tipo basicamente que a gente observa na prática é que quando eu faço uma reflexão com extremidade fixa quando esse pulso ele retorna ele vem com o quase invertida então ele vem basicamente de ponta cabeça e agora esse outro pulso que vai então refletir nessa extremidade móvel não inverte fase Ele não retorna de ponta cabeça na verdade e retorna do mesmo jeito que ele veio mais interessante da gente fazer é tentar entender Por que que nesse caso ocorre a inversão de fase ou seja como eu posto ele retorna de ponta cabeça mas nesse caso não ele

retorna assim como ele chegou bom para gente responder esse questionamento a gente vai ter que retornar lá na mecânica nem Poliana A resposta está em uma das leis de Newton Mais especificamente na terceira lei de Newton a lei da ação e reação Observe que a medida que esse pulso propaga ele vai andando a parte da frente vai levantando e a gente vai abaixando velho chega nesse ponto aqui o meu bolso eu entendi então a subir a parte da frente tende a subir ele vai realizar então uma força para cima nessa extremidade que existe então a

força de ação por consequência tenho uma força de reação que age sempre com a mesma intensidade na mesma direção porém em sentidos contrários então se a parede Ou seja a extremidade recebe uma força para cima a marriage aplicando uma força para baixo o que faz então o meu curso inverter agora nessa situação observa em que esta corda é livre para se mover então conforme o pulso faz uma força para cima aqui na verdade a minha argola só sobe eu não achei um aplicar uma força na extremidade eu não tenho uma força de ação se eu

não tenho ação logo eu não tenho uma reação por isso então eu não tenho aqui a inversão de fase acontecendo ali essa informação que ela é importante bom então nós ficar são bem rápida sobre a reflexão de ondas unidimensionais mas já é o suficiente para a gente entender as formações das figuras de Claudinha eu vou usar vamos falar agora sobre o próximo fenômeno ondulatório importante para a gente chegar a alguma conclusão sobre aquele experimento o próximo o fenômeno ele a interferência de e amanhã tipo diferente com essa quando a gente tem duas ou mais ondas

em uma mesma região e eles vão começar a interferir entre si tem que eu tenho aqui uma onda que eu tô representando por essa onda azul vou colocar mais uma onda Nesta mesma região fabricação das possui amplitudes diferentes porém elas estão perfeitamente alinhadas e elas estão em fases que vai ter como resultado uma amplifica a saúde final então amplitude dessa resultante vai ser na verdade a soma das duas amplitudes que a gente tinha na zona por isso esse tipo de interferência a gente chama de interferência construtiva mas você deve estar se perguntando bom existe interferência

construtiva Deve existir então a interferência destrutiva Sim ela existe e como é que ela se dá justamente de forma inversa o que a gente acabou de observar nós temos aqui duas ondas alinhadas só que pode ser bom que as fases estão invertidas Master o alinhamento de crista com vale Vale com crista então quando eu fosse somar essas amplitudes que eu tenho uma amplitude invertida acaba realizando uma subtração e o resultado disso vai ser uma onda de menor amplitude no exemplo de um som esse som seria um são menos intenso o menor volume e o que

é a interferência destrutiva por fim a gente finalizar então a parte teórica desse experimento volta gente ver só mais um fenômeno ondulatório que o fenômeno da ressonância ressonância é um fenômeno ondulatório no qual um sistema vibratório Ou oscilatório coloca um outro sistema para vibrar assim como ele isso mesmo à distância um exemplo prático da ressonância a gente pode encontrar na nosso dia a dia sabe quando passa aquele carro tocando aquele pancadão com grave bem forte que não parece com a sua janela dá uma tremida certo ela treme porque ela entrou em ressonância com a música

que tá tocando basicamente então a gente pode concluir que a frequência natural de vibração das moléculas de vidro similar né pra dentro daquela faixa de frequência do som que está sendo produzido ali e aí esse sistema então entra em ressonância com a música Pra ficar mais legal ainda com a aula e eu mostrar para vocês como que funciona a ressonância o sofá na prática ela funcionando bom pessoal eu tô aqui no laboratório para mostrar para vocês a ressonância na prática e para fazer isso a gente vai usar um instrumento que é bem antigo que é

o diapasão assim sua mãe então ele já foi muito usado talvez ainda seja para fazer afinação de instrumentos musicais E por que que ele é bacana para fazer isso porque quando a gente coloca um diapasão para vibrar ele vibra numa frequência bem específica nesse que eu tenho aqui a frequência de 440 Hertz antes da gente observar a ressonância Vamos ouvir uma frequência de 440 Hertz então eu vou fazer o seguinte eu vou pegar essa acho que tem essa bolinha de borracha e vou bater no meu diapasão para vocês ouvirem o som é E aí bom

então esse é um som de 440 Hertz Então nós vamos fazer o seguinte eu vou pegar dois diapasões e vou colocar apenas um diapasão para vibrar E aí vocês vão observar que o segundo diapasão ele começa a vibrar sozinho porque ele entra em ressonância com o primeiro para fazer isso Você tem certeza que não é o primeiro diapasão tá emitindo som eu vou fazer assim eu vou colocar esse primeiro diapasão para vibrar e vou tocar nele porque assim ele para vibração imediatamente e vocês não vão mais ouvir o som dele se tiver algum som no

ambiente alguma frequência semelhante àquela é porque o outro diapasão tá emitindo Então observa aqui ó ó e eu toco nele ele para de vibrar de novo é bom então então vamos fazer isso agora [Música] E aí [Música] E aí e pronto então Pessoal esse então foi o fenômeno da ressonância que vocês puderam observar aqui na prática então vocês conseguiram ouvir um diapasão vibrando sem encostar nele ou seja ele foi conduzido à vibrar pelo primeiro em diapasão que Estava vibrando por aqui tá certo então então vamos voltar lá para teoria Então agora eu vou colocar definição

que a gente acabou de ver sobre ressonância aqui um outro conceito que vocês precisam saber para também entender bem Aquele experimento é o conceito de onda estacionária que é uma onda estacionária nome já sugere que seria algo estático ou pelo menos ela parece para estática você basicamente a representação de uma onda estacionária mas para vocês entenderem bem mesmo o que é a onda estacionária eu vou demonstrar lá no laboratório como ela se forma bom [Música] E aí E aí [Música] E aí [Música] é bem legal né pessoal Bom agora vamos entender alguns pontos importantes da

nossa onda estacionária essas regiões eu marquei com pontos são regiões que a gente chama de regiões modais são os nós é aqui que estão acontecendo interferências destrutivas se vocês observarem como cuidado esses pontos eles não se movem o Paraná experimento que nós fizemos o laboratório então se eu coloco uma corda para vibrarem um estacionárias os nós eles sofrem interferências destrutivas de plena que não existe oscilação nesses pontos é uma interferência e cem porcento descritiva Em contrapartida essas regiões são regiões onde nós temos interferência 100% construtiva Jack a nossa onda ela tem uma amplificação máxima nessa

região e nossa cobra por consequência ela vibra entre todas essas posições essas regiões nós vamos de ventre Tá bom então agora você já tá em basicamente conhecimento suficiente para entender aquele experimento então eu vou representar ele aqui na loja para vocês Tá bom eu tenho aqui uma representação colaterais das quatro Lembrando que essa placa era presa pelo centro né as nossas bodas eram soltas mas a gente fique sabe a nossa placa pelo centro e representei aqui nessa borda da placa o nosso centro mas em profundidade ele estaria lá dentro tudo bem vamos fazer o seguinte

vamos desenhar aqui uma onda que se propaga nessa lateral da placa saindo do centro e indo em direção às laterais pronto então é representei uma onda saindo desse centro e lá para aquela lateral Vou colocar aqui a velocidade da Uva aponta para lá e nesse caso aqui é velocidade da onda 1 e o que vai acontecer com essa onda quando ela chegar na lateral da placa percebendo que ela chegou na extremidade certo então ela vai sofrer uma reflexão e agora eu quero ponto para vocês nessa reflexão ocorre ou não ocorre a inversão de fase do

minutinhos para vocês pensarem se você tava prestando atenção lembra que a nossa placa ela estava fixa pelo centro e as nossas botas elas eram livres logo assim como nós irmos lá na reflexão quando uma onda reflete em uma extremidade móvel uma extremidade livre não ocorre a inversão de fase Então essa onda ela vai refletir sem ocorrer a inversão de fase então nessa situação eu tenho umas indo para uma direção e as refletivas voltando em outra então eu começo a formar um padrão de interferência e para algumas frequências específicas esse padrão de interferência consegue formar ondas

estacionárias e aí nós vamos obs é o seguinte essa formação e aí o que nós temos por exemplo este ponto neste ponto como nós vemos aqui nós temos uma região modal na região nodal placa não possui vibração a placa naquela região a placa fica estática Em contrapartida nessas regiões onde nós temos um ventre eu tenho amplificação uma cima da vibração então a areia que nós colocamos em cima da placa ela não consegue ficar nessa região de ventre porque a vibração é muito intensa Então nós vamos observar um acúmulo de grãos de areia essa região aonde

nós temos um nó na região nodal Oi Yasmin então começam a se formar as figuras que nós observamos lá na parte experimental basicamente a areia ela se acumula nas regiões onde nós temos interferência bestreet viva onde a placa se mantém estacionária e aonde nós temos interferência construtiva mas não conseguimos a povoar areia eu falei para vocês que eu preciso de uma frequência específica para que isso aconteça aí nós observamos um laboratório que de fato as figuras não se formam em qualquer frequência E por que que vai ficar importante então essa frequência para que a placa

entra em ressonância com água sonora que está chegando até ela então nós percebemos que em algumas frequências muito bem determinadas eu consigo fazer com que minha placa entre em ressonância amplifique a vibração e eu consigo a construir um padrão de onda estacionária formando as figuras e uma coisa eu também que a gente pode observar é que quanto mais frequência eu tinha quanto maior a frequência mais complexa era a imagem que ia se formando E isso acontece porque a medida que nós aumentamos a frequência nós diminuímos o comprimento de onda já que a velocidade de propagação

da onda é a mesma por toda a placa e comprimentos de ondas cada vez menores eu vou formando padrões cada vez mais complexos e bonitos outra coisa importante na formação das figuras é o formato eo tamanho da placa se não tivermos pontas com tamanhos ligeiramente diferentes vamos observar que para uma mesma frequência não forma mais aquela figura porque se eu tiver então uma coloca um pouco maior e a onda vai precisar percorrer uma distância maior e isso vai afetar todo o meu sistema por isso então eu não consigo mais achar a mesma figura para aquela

mesma frequência outras sexo que faz a diferença na hora da formação das figuras é qual é o material dessa placa do que ela é feita por que isso vai ter um impacto direto nas frequências de responde a cada placa sendo feita de um material diferente tem uma frequência de vibração diferente e aí eu tenho então uma diferença na produção dessas imagens e por fim para que que serve isso né aí só um experimento muito bonito e legal não ele tem uma aplicação prática e é bem interessante praticamente a gente aplica isso na construção de instrumentos

musicais quando se vai construir por exemplo violão não existe apenas uma preocupação com as cordas desse violão mas também com a sua estrutura aquele formato ele não é desenhado ao acaso ele tem um formato específico ele é feito de um material específico e aquele formato é um formato aonde nós encontramos ali figuras de Claudine então basicamente uma das maneiras de saber por exemplo se a estrutura do meu violão é ressonante com as frequências que estão sendo tocadas ali é observar se aquela estrutura forma figuras de gladly então nós temos instrumentos musicais de e isso é

aplicado por exemplo na construção também de violinos violões e outros instrumentos bom pessoal então é isso esse foi o experimento de Claudine e a explicação desse experimento Lembrando que essa explicação é uma explicação a nível de Ensino Médio existe a possibilidade de aprofundar o estudo sobre isso entrar numa matemática um pouco mais complexa porém não é o objetivo desses vídeos a ideia que você conhece esse experimento e saiba como ele funciona Tá certo então pessoal então forte abraço para você ir que eu aguardo vocês no nosso próximo experimento tchau tchau pessoal não é [Música] E

aí