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Determinação
da freqüência da lâmina Prof. Luiz Ferraz Netto Objetivo Material
Comentando
- A campainha doméstica comum é essencialmente um eletroímã cuja
armadura (peça que fecha o campo magnético da peça polar) é posta em
vibração pelo campo magnético alternado reforçado pelo núcleo de ferro
do eletroímã. Via de regra, a lâmina vibrante é fixada á carcaça da
campainha através do próprio núcleo de ferro. Tais campainhas têm
enrolamento para 110 ou 220 VAC, os quais são 'dimensionados' (para
economia de material) para exíguo tempo de uso (os breves toques de
campainha); um toque muito prolongado pode queimar todo o enrolamento
devido ao calor desenvolvido por efeito Joule. Nossa primeira providência, após adquirir no comércio uma dessas campainhas, é levantar a lâmina vibrante (cerca de 4 mm) de modo que, ao funcionar, não bata contra a carcaça, mas ainda suficientemente perto do núcleo para poder vibrar. Eis um esboço simplificado de tal procedimento:
Montagem
Procedimento Vamos usar a fórmula de Lagrange:
onde: f freqüência de vibração da corda (e portanto da lâmina); L = distância entre os nós extremos; r = densidade linear da corda e n = número de ventres no comprimento L. Preste
atenção à questão das unidades das diferentes grandezas físicas que
entram nessa fórmula. Dê preferência ao Sistema Internacional e use potências
de dez para exprimir mais comodamente os resultados de suas medidas. Amarre na ponta livre do fio que pende da polia fixa uma massa conhecida (100 g, por exemplo) e ajuste o comprimento da corda sonora (deslocando o suporte da polia fixa) até obter uma onda estacionária (número inteiro de ventres). Nesse primeiro experimento, teremos para F (força tensora) o valor de 100 gf. No SIU essa intensidade de força será de: F = m.g = 0,1 kg x 10 m/s2 = 1 N Repita a experiência para diferentes valores de F (200 gf, 300 gf, ...), ajustando o comprimento da corda para obter sempre uma onda estacionária. Lembre-se, em cada caso, L é a distância entre dois nós extremos das n ondas estacionárias completas. Anote os diferentes valores de F e L/n e faça um gráfico de ÖF (raiz quadrada de F) em função de L/n. O coeficiente angular da reta é 2 f Ör (2 x f x raiz quadrada de rö), o que permite determinar f. |
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