Oscilações e ondas
Oscilações e ondas é uma simulação interativa gratuita do StudyFi Lab. Funciona direto no navegador, sem cadastro e sem instalar nada.
Pêndulos, molas, ondas e interferência
Experimentos
Pêndulo simples
Uma massa presa a um fio de comprimento L oscila sob a gravidade segundo θ″ = −(g/L)·sen θ. Para ângulos pequenos, T = 2π√(L/g) e o período não depende da amplitude. Em ângulos grandes, o período real é maior. A energia alterna entre cinética e potencial, e a total se mantém.
Experimente: Afaste a massa 10° e depois 80° e compare o período medido com 2π√(L/g).
Massa numa mola
Uma mola de constante k puxa a massa m de volta ao equilíbrio e o amortecimento b a trava: x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sem amortecimento, oscila com T = 2π√(m/k). Com b = 2√(km) (amortecimento crítico) volta o mais rápido possível sem ultrapassar; com b maior volta mais devagar. O amortecimento retira energia aos poucos.
Experimente: Ajuste o amortecimento com o botão “Crítico” e depois duplique b: qual retorno ao centro é mais rápido?
Onda progressiva
A onda y = A·sen(kx − ωt + φ) desloca-se para a direita com v = λ·f, em que λ é o comprimento de onda (distância entre duas cristas vizinhas) e f a frequência. A partícula marcada apenas sobe e desce: a onda transporta energia, não matéria.
Experimente: Duplique a frequência e veja como a velocidade v muda. Depois duplique o comprimento de onda.
Onda estacionária numa corda
Uma corda de comprimento L presa nas duas pontas só pode vibrar se nela couber um número inteiro de meios comprimentos de onda: λₙ = 2L/n. Logo fₙ = n·v/(2L), em que v é a velocidade da onda na corda. Os nós (pontos parados) ficam em x = kL/n e entre eles estão os ventres, de amplitude máxima.
Experimente: Passe do 1.º para o 2.º e o 3.º harmônico: quantas vezes aumenta a frequência e quantos nós há?
Interferência de duas fontes
Duas fontes que vibram em fase emitem ondas com o mesmo comprimento de onda λ. Onde a diferença de percurso Δr = |r₁ − r₂| é um número inteiro de comprimentos de onda, as ondas se somam (franja clara); onde Δr é múltiplo ímpar de λ/2, elas se anulam (franja escura). A cor mostra a intensidade I = cos²(πΔr/λ).
Experimente: Afaste as fontes e veja o número de franjas aumentar. Depois arraste o ponto P para uma franja escura e leia Δr/λ.
Perguntas frequentes
O que é Oscilações e ondas?
Oscilações e ondas é uma simulação interativa gratuita do StudyFi Lab. Funciona direto no navegador, sem cadastro e sem instalar nada. Pêndulos, molas, ondas e interferência
Oscilações e ondas é gratuito?
Sim. Oscilações e ondas é totalmente gratuito. Funciona no navegador do computador, tablet ou celular, e você não precisa de conta.
O que posso explorar em Oscilações e ondas?
Pêndulo simples, Massa numa mola, Onda progressiva, Onda estacionária numa corda, Interferência de duas fontes.
O que mostra o experimento “Pêndulo simples”?
Uma massa presa a um fio de comprimento L oscila sob a gravidade segundo θ″ = −(g/L)·sen θ. Para ângulos pequenos, T = 2π√(L/g) e o período não depende da amplitude. Em ângulos grandes, o período real é maior. A energia alterna entre cinética e potencial, e a total se mantém.
O que mostra o experimento “Massa numa mola”?
Uma mola de constante k puxa a massa m de volta ao equilíbrio e o amortecimento b a trava: x″ = −(k/m)·x − (b/m)·x′. Sem amortecimento, oscila com T = 2π√(m/k). Com b = 2√(km) (amortecimento crítico) volta o mais rápido possível sem ultrapassar; com b maior volta mais devagar. O amortecimento retira energia aos poucos.
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