Ondas estacionárias, cordas vibrantes, tubos sonoros e algo mais

Devido à correção que fiz do simulado do Novo ENEM, divulgado pelo INEP-MEC agora em Julho/2009, resolvi fazer uma postagem sobre as Ondas Estacionárias. Os chamados modos normais de vibração de uma corda, por exemplo, têm uma analogia clara com o fenômeno da Ressonância. A corda esticada não aceita vibrar em harmonia de qualquer jeito! Da mesma maneira, todo mundo que já soprou uma flauta viu que o ar – som – também não aceita ser soprado de qualquer maneira dentro de um instrumento musical de sopro.

As ondas estacionárias, e seus padrões de vibração, são na verdade resultado de interferências, construtivas e destrutivas, das ondas geradas em uma extremidade com as refletidas na outra. Mas, este fenômeno, por si só, mereceria outra postagem, que não quero fazer agora. Assim, seguem duas referências: da USP e do sempre indicado aqui PET-UEM.

O resultado dos chamados harmônicos, os modos de vibração, nas cordas, são figuras belas de se ver! Já fiz esta experiência e todos os alunos gostam. Uma animação que vale a pena é esta, em Java. Após clicar, tente alterar os parâmetros da animação e observe as variações dos harmônicos. Para mais teoria, recomendo a boa postagem do "Física na veia!", lincada. Veja também no vídeo abaixo, com seus ventres e nós!



Mais impressionante ainda é o chamado tubo de Ruben, onde o som forma os harmônicos com chamas! O vídeo está abaixo. Novamente recomendo uma animação em Java do PET-UEM. Uma segunda opção de animação é esta. E, claro, teoria em cima, para quem quiser estudar! Fico pensando, ao sugerir tantas coisas, como deve fazer falta a internet banda larga para todos poderem estudar, de verdade, pela rede!



Porém, dos vídeos que acho mais bacana, um deles é o que segue agora, do ótimo e performático Blue Man Group, que já se apresentou para os abastados no Brasil... Eh, cultura que faz falta! Será que o tal “vale cultura” vai agüentar pagar shows como este? Enquanto assiste, faça uma relação entre tamanho do tubo, sons graves e agudos, freqüência e comprimento de onda. E, aproveite para lembrar das propagandas que andam passando com esta trupe.



Outro bacana demais é desta grande placa salpicada de sal formando os harmônicos bidimensionais!



E, por fim, uma verdadeira viagem, na qual o apresentador faz uma analogia entre os modos de vibração e a formação de planetas e galáxias!



Esta postagem é bem grande, porém também é uma verdadeira aula. Que pode muito bem ser trabalhada em uns 50 minutos ou mais! Caso queira trabalhar exercícios, seguem.