Ondas Estacionárias e Harmônicos

Trago aqui alguns vídeos sobre ondas estacionárias e ondas se propagando em cordas, gerando harmônicos. Infelizmente, achei somente vídeos interessantes em inglês, portanto tentarei orientá-los no que se observa.


1º Vídeo

Neste vídeo do Dr. James Dann (Ph.D. em Física de Partículas e professor de ciências  em uma escola no estado da Califórnia –  EUA, de acordo com seu LinkedIn), observamos um aparato experimental composto basicamente de um motor que eleva e desce uma corda tensa amarrada nas extremidades, gerando uma vibração. Essa vibração gera uma onda que, por reflexão, volta na corda, criando uma onda estacionária. Podemos observar os seguintes pontos interessantes no vídeo:

  • Em 1:00 vemos um 2º Harmônico sendo formando
  • É dito que a frequência fundamental é de 8,5 Hz (ou RPMs… Não está claro a unidade de medida).
  • Diz, conforme aprendemos, que o 2º harmônico é 2x o 1º, o 3º 3x e assim por diante.
  • Em 2:16 vemos um 1º Harmônico sendo formado.
  • Em 2:53 vemos em 3º Harmônico sendo formado.
  • Em 3:46 vemos o 6º Harmônico sendo formado.

2º Vídeo

Esse vídeo busca ilustrar ondas estacionárias num ambiente “Bidimensional”. Vemos basicamente ondas criando ventres na água, não tão rápido como numa corda, mas igualmente interessante. Não consegui descobrir de qual universidade é esse tanque, mas assim que achar, atualizarei esse post. Traduzo a seguir parte da descrição do vídeo: Uma onda é feita enviando um grupo de ondas ao longo de um reservatório de encontro com uma parede fixa. A onda refletida é sobreposta as ondas incidentes duplicando a amplitude. À medida que a máquina de onda transmite mais energia para o sistema, há aumentos de amplitude. As ondas são sustentadas pela gravidade e pela força hidrostática e dissipada pela viscosidade do fluido (as forças de atrito contra a parede são desprezíveis).


3º Vídeo

O último vídeo é uma réplica gravado de forma mais amadora (provavelmente em alguma convenção ou museu), onde vemos diversos harmônicos sendo criados sucessivamente a medida que a frequência diminui. Uma curiosidade é que o motor gira a corda ao invés de movimentá-la de cima para baixo, criando o mesmo efeito.

FONTES:

O Som e o Ouvido Humano

Trago pra vocês um ótimo vídeo do canal do Youtube Nerdologia. Nesse vídeo, o Biologo Atila Iamarino trás uma excelente explicação de como funciona o som e a recepção sonora pelo nosso ouvido. Um ótimo complemento para a aula de ondas sonoras. Indico o uso de fones de ouvido.

No vídeo ele indica o vídeo do ASAP Science para testar o quanto já perdemos de audição. Lembrando que a faixa padrão que conseguiríamos ouvir seria de 20Hz até 20.000 Hz. Confira abaixo.

FONTE: https://www.youtube.com/watch?v=e7NIDznz0H8


Referências do vídeo abaixo de Nerdologia abaixo:

Como funciona a audição 1: http://bit.ly/1hwZpve
Como funciona a audição 2: http://bit.ly/1hZCE4B
Como funciona a audição 3: http://bit.ly/1o3ZI9Y
Corte de cabelo virtual: http://bit.ly/1rGPStL
Teste de audição do ASAP Science: http://bit.ly/19FcRQq
Os ossículos do ouvido: http://bit.ly/1h00I52
Nossa cóclea dá 2 voltas e meia e a do cachorro dá 3 e meia: http://bit.ly/QjlgjY
Ondas sonoras levitando isopor: http://bit.ly/1m84oqn
Cachorro que sabe usar ecolocalização: http://bit.ly/1o3ZX4T
Coruja caçando pelo som: http://bit.ly/1hZCKtd
Daniel Kish: http://bit.ly/1eUnGOJ
Lazzaro Spallanzani: http://bit.ly/1pbvA9z
Donald Griffin: http://bit.ly/1dxISvJ
Morcegos caçando: http://bit.ly/1jQatX0
Morcego nariz-de-folha: http://bit.ly/QjlPdI

Publicações:

  • Grothe, Benedikt, Michael Pecka, and David McAlpine. “Mechanisms of sound localization in mammals.” Physiological Reviews 90, no. 3 (2010): 983-1012. [pdf]: http://bit.ly/1dxJeT8
  • Konishi, Masakazu. “Coding of auditory space.” Annual review of neuroscience 26, no. 1 (2003): 31-55. [pdf]: http://bit.ly/OXEafe
  • Knudsen, Eric I., and Masakazu Konishi. “Mechanisms of sound localization in the barn owl (Tyto alba).” Journal of Comparative Physiology 133, no. 1 (1979): 13-21. [pdf]: http://bit.ly/1hdIYaQ
  • Norberg, R. “Occurrence and Independent Evolution of Bilateral Ear Asymmetry in Owls and Implications on Owl Taxonomy” Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 280 n 973 (1977): 375-408
  • Grothe, Benedikt. “New roles for synaptic inhibition in sound localization.”Nature Reviews Neuroscience 4, no. 7 (2003): 540-550. [pdf]: http://bit.ly/P5N9uT
  • Corcoran, Aaron J., Jesse R. Barber, and William E. Conner. “Tiger moth jams bat sonar.” Science 325, no. 5938 (2009): 325-327. [pdf]: http://bit.ly/1pzQ8ab