O
bom 'Airy-Blackburn'
Prof.
Luiz Ferraz Netto
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Apresentação
Airy
e Blackburn foram os idealizadores do pêndulo
de areia para o estudo das composições de formas de ondas e visualização
das figuras de Lissajous.
Na sua forma mais simples, esse pêndulo é constituído por um funil bem
afilado (bico curto e bem fino), suspenso por dois cordéis que são
fixados num suporte horizontal. Uma bola munida de dois orifícios é
colocada intermediando o funil e o suporte, com os cordéis passando por
seus orifícios, como se Ilustra:
Desse modo, temos na
verdade dois pêndulos acoplados; da suspensão até a bola temos um, da
bola até o funil temos outro. O pêndulo superior pode oscilar apenas num
plano vertical que passa pelo ponto médio dos dois pontos de suspensão. O
inferior pode oscilar, independentemente, em qualquer plano vertical que
contém a bola.
Coloca-se
areia bem fina no funil e uma folha de papel sobre a mesa. A seguir,
pode-se estudar composições de movimento harmônicos de mesma direção
ou de direções ortogonais. Isso dependerá apenas das escolhas das posições
iniciais de cada pêndulo.
Por exemplo, deslocando-se a bola para fora do plano da figura acima e o
funil para dentro do plano da figura, teremos dois movimentos harmônicos
de mesma direção, oscilando em oposição de fase.
Deslocando-se
a bola para fora do plano da figura e o
funil para a direita, ainda na figura anterior, teremos dois movimentos
harmônicos ortogonais, em concordância de fases. Nessa situação, se os
períodos dos dois pêndulos são iguais (distância bola suporte igual
distância bola funil) a areia traçará uma reta inclinada sobre a folha
de papel.
Para
melhorar substancialmente o desempenho do pêndulo de Airy-Blackburn,
sugerimos a montagem de dois pêndulos compostos, com hastes metálicas e
ligados por articulação. Essa articulação pode girar e ser travada, de
modo que o pêndulo inferior tenha seu plano de oscilação ajustável. Na
haste superior, maior que a inferior, pode deslizar a massa M (há umw
parafuso de travamento, na posição escolhida). O copo afunilado contendo
areia fina poderá oscilar, graças ao devido ajuste da articulação, em
qualquer plano, relativo ao plano vertical fixo de M. Eis a ilustração:
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