Relatório 03 -Velocidade do Som em Metais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS 
FIS 155 - Física Experimental Básica: Ondas e Óptica
Nomes: Paula Rodrigues da Cruz
 Raffael Amaral Lacerda
Relatório
Com os dados de Vi (V) e Vf (V) 
 
Tabela 01: Dados Experimentais 
usando Barra 1 
Vi (V) Vf (V)
16 14,2
14 12,4
12,3 10,6
10,6 9,6
9,5 8,4
8,3 7,3
7,3 6,5
6,4 5,7
5,6 5 
3,8 3,4
 
Utilizou-se os dados obtidos através do experimento para plotar um gráfico V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
L1= (1,20 ± 0,01)m 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
Física Experimental Básica: Ondas e Óptica
 
Paula Rodrigues da Cruz Matriculas: 2020424830
Raffael Amaral Lacerda 2017114086
 
Relatório 03: Velocidade do Som em Metais 
 
 obtidos durante experimento, montou-se as seguintes tabelas:
Dados Experimentais Tabela 02: Dados Experimentais 
usando Barra 2
(V) Vi (V) 
14,2 13,5 
12,4 11,3 
10,6 9,4 
9,6 7,8 
8,4 6,6 
7,3 5,5 
6,5 4,7 
5,7 4 
 3,4 
3,4 2,8 
se os dados obtidos através do experimento para plotar um gráfico Vf
L2= (1,28 ± 0,01)m
Física Experimental Básica: Ondas e Óptica 
2020424830 
114086 
se as seguintes tabelas: 
Dados Experimentais 
usando Barra 2 
Vf (V) 
11,4 
9,5 
7,9 
6,6 
5,6 
4,8 
4 
3,4 
2,8 
2,4 
f x Vi 
= (1,28 ± 0,01)m 
O roteiro pede um esboço que descreva o comportamento de V(t).
Procedimento 
Para realização do experimento foi utilizado uma barra de alumínio (Barra 1) conectada a um circuito 
que possui um capacitor C = (80μF - 5%), um Resistor R = (47±5)Ω e uma fonte de tensão. Ligamos a 
fonte até o capacitor carregou-se até atingir uma voltagem V0 da fonte. Desconectamos a fonte e 
soltamos a barra, o capacitor descarregou-se através de resistor, durante o tempo em que a base 
permanece em contato com a base metálica. Depois de ela colidir com a base, segurou-a no ar , antes 
que caia novamente anotando o valor da tensão. Repetiu-se esse procedimento várias vezes anotando os 
valores da tensão no capacitor antes, Vi e depois, Vf, após cada colisão. Posteriormente, realizou-se o 
mesmo procedimento com uma barra de latão (Barra 2). 
Resultados
� = � . � + � 
 
 
 
Barra 1 
 Observando a relação acima, igualamos o valor de A 
com o Exponencial para calcularmos Tc. 
 
��
��
�� = � ∴ �� � = −
��
��
∴ −�� = �� � ∗ �� 
−�� = �� 0,868 ∗ 47 ∗ 8 . 10
�� 
−�� = −0,142 ∗ 47 ∗ 8 . 10
�� 
�� = 5,33 . 10
��� 
 
∆�� = (� ∗ �� � ∗ ∆�) + (� ∗ �� � ∗ ∆�) + (
��
�
∗ ∆�) 
= (−5,66 . 10��) + (−2,66 . 10��) + (6,36 . 10��) 
�� = −2,59 . 10
�� 
�� = (�, �� ± �, ��) . ��
��� 
 
 Utilizando o valor de Tc que encontramos, podemos 
utilizar a equação abaixo para encontrar o valor da 
velocidade de propagação do pulso. 
 
� =
��
��
∴ ν =
2 ∗ 1,2
5,33. 10��
∴ ν =
2,4
5,33 . 10��
 
� = 4502,8 ∴ ν = 4,50 ��/� 
 
�
∆�
�
�
�
= �
∆�
�
�
�
+ �−1 ∗
∆��
��
�
�
 
�� = ��
0,01
1,2
�
�
+ �
−2,59
5,33
�
�
∗ 4,5 
 
 
�� = �0,236 ∗ 4,5 ∴ �� = 2,19��/� 
� = (�, �� ± �, ��)��/� 
 
Barra 2 
 
−�� = �� 0,8399 ∗ 47 ∗ 8 . 10
�� 
−�� = −0,174 ∗ 47 ∗ 8 . 10
�� 
�� = 6,54 . 10
��� 
 
∆�� = (−6,97.10
��) + (−3,28.10��)
+ (2,64.10��) 
∆�� = 3,71 . 10
��� 
�� = (�, �� ± �, ��). ��
��� 
 
ν =
2 ∗ 1,28
6,54. 10��
∴ ν =
2,56
6,54. 10��
 
� = 3914,3 ∴ ν = 3,91 ��/� 
 
�� = ��
0,01
1,28
�
�
+ �
−3,71
6,54
�
�
∗ 3,91 
�� = �0,3218 ∗ 3,91 ∴ ∆ν = 2,22��/� 
� = (�, �� ± �, ��)��/� 
 
 
 
 
 
 Vf = e 
-(Tc/RC) . Vi 
XX
XX
XX
X X
 X Algarismos significativos expressos incorretamente:
 - a incerteza tem no máximo 2 algarismos significativos.
 -a última casa decimal da média é determinada pela última
da incerteza.
[ ]
1/22 2 2
Erro de cálculo.
 
 
Conclusão: 
 
Desta forma, com o experimento fomos capazes de calcular o tempo de contato da barra com a base e 
a velocidade de propagação do pulso com suas respectivas incertezas. As velocidades calculadas 
foram de (4,50 ± 2,19) K/s para a barra 1 e (3,91 ± 2,22) Km/s para a barra 2, enquanto os valores 
teóricos de velocidade do som do alumínio (barra 1) é 5,1 Km/s e do latão (barra 2) é 3,3 Km/s, as 
variações percentuais foram -11,76% e 18,48% respectivamente. Este erro percentual corresponde ao 
valor da velocidade encontrado através do tempo do descarregamento do capacitor de um circuito RC, 
onde são somados muitos erros de medida e de leitura, além de que percebeu-se que o capacitor C 
descarrega lentamente mesmo com a barra não estando em contato com a base. Os resultados obtidos 
foram muito próximos dos valores teóricos previstos, assim a experiência teve seus objetivos 
cumpridos. 
 
 
 
�� − ��
��
=
4,5 − 5,1
5,1
∗ 100 = −11,76% 
Barra 1 - Alumínio 
�� − ��
��
=
3,91 − 3,3
3,3
∗ 100 = 18,48% 
Barra 2 - Latão