Hastes e Lâminas Ressonantes Acopladas
(hastes e lâminas simpáticas)

Prof. Luiz Ferraz Netto
[email protected]

Apresentação
Seguindo os experimentos sobre as oscilações ressonantes 'simpáticas' (itens 32, 33 e 34 dessa Sala) apresentamos aqui mais dois modelos para evidenciar o fenômeno da ressonância em osciladores acoplados.

Montagens
(a) Realizada com hastes rígidas de mesmo comprimento e massas pendulares em forma de esferas. Tais esferas, de chumbo, são facilmente obtidas em lojas de artigos para pesca ('chumbadas'). Nas hastes de mesmo comprimento, faça rosca, em uma das extremidades e pequenos orifícios longitudinais na outra. Rosqueie uma extremidade na chumbada e um pitão de argola na outra. No suporte, coloque dois pitões de gancho.
Amarre um barbante entre as hastes e pendure um peso qualquer nesse barbante. Coloque as hastes em seus pitões. Afaste apenas uma das hastes de sua posição de equilíbrio e solte-a. A energia das oscilações da primeira transferem-se para a segunda e vice-versa.

(b) Abaixo ilustramos a montagem de lâminas vibrantes em seu suporte. A lâmina da extremidade (lâmina excitadora) tem seu comprimento ajustado pela presilha.

Alguns detalhes dessa montagem são ilustrados abaixo:

Ponha a lâmina excitadora a oscilar. Apenas aquela lâmina que tiver, rigorosamente, o mesmo comprimento oscilante entrará em oscilação, por ressonância.

Outra montagem pode ser a seguinte:

Em um quadro rígido de madeira (tendo, por exemplo, altura de 100 mm e comprimento de 150 mm) engastam-se três lâminas elásticas 1, 2 e 3 (por exemplo, segmentos de lâmina de serra para metais, tendo comprimentos 70, 100 e 130 mm).
Outra lâmina, mais longa, é fixada por pressão de um parafuso e borboleta contra a face lateral do suporte; esta é a lâmina regulável R. Uma pequena dobra na extremidade inferior dessa lâmina (feita durante forte aquecimento dessa região) facilita a fixação.

Às extremidades livres das lâminas prendem-se (mediante rebites) pastilhas retangulares de ferro, todas iguais entre si. Na lâmina regulável o segmento em balanço (segmento livre) pode ser igualado a qualquer das lâminas fixas.

Tangendo-se, por exemplo, a lâmina N^o 2 (que passa a operar como fonte excitadora de vibrações no quadro), as lâminas 1 e 3 reagem insensivelmente, ao passo que a lâmina R (ressoadora) vibra em ressonância se seu comprimento for igualado ao da lâmina 2. Os impulsos  que põem a vibrar a lâmina R provêm da lâmina 2, transmitidos pelo quadro; por isso, o quadro deve ser seguro elasticamente; por exemplo, pela mão do operador. As funções das lâminas 2 e R podem ser inter-cambiadas: se R for emissora, a lâmina 2 é receptora.

Tangendo-se simultaneamente as lâminas 1, 2 e 3, a lâmina R só vibrará perceptivelmente se seu comprimento for igualado ao de alguma daquelas. As lâminas fixas são 'excitadoras' (ou emissoras), a lâmina R é 'ressoadora' (ou receptora).
O fenômeno é modelo mecânico para a "sintonia" em rádio-comunicação. Das muitas estações emissoras, só é amplificado no receptor o sinal daquela com a qual o rádio-receptor estiver em 'sintonia', isto é, em ressonância.