Adição de vibrações. Experiência física divertida em casa

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Vibrações podem ser adicionadas. Se eles forem direcionados em uma direção, serão obtidas oscilações, cujo alcance é igual à soma dos intervalos dos termos das oscilações. Se as direções das oscilações da mesma magnitude forem opostas, as oscilações são subtraídas umas das outras e param. (Afinal, se você subtrair um de um, obtém zero.) Um experimento com som é colocado em um dispositivo especial. Como resultado da subtração de uma vibração sonora de outra exatamente igual, o som desaparece e nada é ouvido.

Acrescentaremos duas oscilações mutuamente perpendiculares, comunicando-as a um pêndulo. Vamos ver o que acontece como resultado dessa adição.

Pendure o pêndulo em um local onde nada interfira em suas oscilações (por exemplo, uma porta). Incline-o para a direita e empurre para a frente antes de soltar. O pêndulo recebeu duas direções de movimento ao mesmo tempo: ele precisa balançar da direita para a esquerda e simultaneamente para frente e para trás, já que você o empurrou assim. As direções de oscilação são perpendiculares umas às outras, elas se somam e o pêndulo agora descreve elipses ou mesmo círculos.

Adição de vibrações

Outro experimento sobre a adição de vibrações perpendiculares entre si pode ser feito assim.

Pegue um raio de bicicleta (você pode usar um pedaço reto de aço ou fio de cobre com aproximadamente a mesma espessura e comprimento), segure sua extremidade firmemente (se for um raio, então a extremidade com uma pequena dobra) em um torno ou entre dois Blocos de madeira. A agulha deve estar na posição vertical. Na extremidade livre do raio, coloque um pedaço de tubo de borracha com uma (meia) esfera de aço brilhante de um rolamento de esferas inserido nele. Se o diâmetro interno do tubo for maior que a espessura do raio, enrole um pouco de fita isolante na ponta do raio.

Adição de vibrações

Observaremos a experiência de cima, certifique-se de que a bola no raio esteja bem iluminada para que tenha um brilho intenso.

Se você inclinar um pouco a agulha e soltá-la, ela começará a oscilar, o destaque na bola descreverá elipses. Por que elipses e não uma linha reta? O fato é que, desviando e soltando o raio, você, sem perceber, disse a ele duas direções de oscilação ao mesmo tempo. Mas agora pratique para que o destaque da bola desenhe apenas uma linha reta curta quando a agulha for liberada. O principal na hora de soltar a agulha de tricô é tentar manter a mão totalmente calma, sem tremer e os dedos se abrirem rapidamente.

Quando você conseguir o destaque da bola no raio para desenhar uma linha curta e reta, bata no raio, ao longo de sua oscilação, com uma vara de madeira. A bola começará imediatamente a descrever elipses. Este é o resultado da adição de duas vibrações perpendiculares. Não se empolgue com o grande vão da agulha de tricô, basta que o vão seja de dois a três centímetros. Se não houver agulha de tricô para bicicleta em casa, você pode levar uma agulha de tricô longa.

Ao adicionar vibrações de diferentes frequências, como fez o físico francês Lissajous, não obtemos elipses, mas belas e intrincadas figuras. Você mesmo pode facilmente reproduzir experimentos com figuras de Lissajous. Veja como é feito, por exemplo. Cole um cone de papelão com um pequeno orifício (um a dois milímetros) no topo. Pendure o cone por duas cordas na porta (cone para baixo, é claro). Agora prenda os dois fios (por exemplo, com um prendedor de roupa, clipe de crocodilo etc.) em algum lugar - digamos, a cinco centímetros do cone. Você precisa colocar um jornal no chão e colocar sobre ele um pedaço de papel de cor escura, de preferência aveludado.

Agora você precisa levar o pêndulo um pouco para si e para a direita e despejar os cones de sêmola no funil. Soltando o pêndulo, poderemos observar as figuras de Lissajous resultantes de suas oscilações. Mudando a posição do prendedor de linha, você pode obter formas diferentes.

A experiência com as figuras de Lissajous é muito bonita se, em vez de um funil, você amarrar na ponta do fio uma bateria de lanterna de bolso com uma lâmpada acesa e desligar a luz do apartamento.

Autor: Rabiza F.V.

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