Relatório corrigido de ondas (2)

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UNISC - Universidade de Santa Cruz, Rio Grande do Sul 
 
 
 
 
 
 
 
 
Experimento sobre ondas, ALGETEC 
Professoras Claudia e Carla 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luiza Haas Loebens 
Loebens1@mx2.unisc.br 
Matrícula: 113991 
Engenharia de Produção 
 
 
 
mailto:Loebens1@mx2.unisc.br
 
 
 
 
 
Sumário 
Introdução....................................................................................................2 
Objetivo.......................................................................................................3 
Fundamentação teórica...............................................................................4,5 
 
Material e método.........................................................................................6 
 
Resultados.....................................................................................................7 
Conclusão......................................................................................................8 
Referências bibliográfica...............................................................................8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Introdução: 
Ondas Sonoras são ondas mecânicas que vibram em uma frequência de 20 a 
20.000 hertz (Hz), sendo normalmente perceptíveis pelo ouvido humano. O som 
é a sensação que sentimos, através da audição pela ação desse tipo de onda. Outra 
característica importante, a onda sonora necessita de um meio para se propagar, 
seja gás, líquido ou sólido. Logo não é possível existir som no vácuo. 
As ondas sonoras são consideradas ondas de pressão, pois se propagam a partir 
de variações de pressão do meio. Por exemplo, quando um músico toca um violão, 
a vibração das cordas produz alternadamente compressões e rarefações do ar, ou 
seja, produz variações de pressão que se propagam através do meio. 
As ondas sonoras podem apresentar frequências específicas. Chamamos de som 
grave, aquele que é emitido por uma fonte sonora que vibra com baixa frequência 
e som agudo, o que vibra com uma alta frequência. Para entender melhor basta 
perceber a diferença entre a voz masculina (grave) e a voz feminina (agudo). Essa 
caracterização em relação à frequência de um som é chamada de altura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivo: 
Este experimento trata de determinar a velocidade de propagação do som no ar. 
Também se demonstra o uso do gerador de sinal, do termômetro, que são 
equipamentos muito utilizados em laboratórios de física geral. O experimento é 
realizado utilizando um tubo com alto-falante em uma de suas extremidades e 
uma sonda móvel conectada a um estetoscópio na outra. Como parte das 
atividades, é possível identificar os pontos de mínima intensidade sonora ao 
longo do tubo e calcular comprimentos de onda para diferentes frequências. 
⦁ Aprender a produzir pelo menos duas frequências de ressonância em um tubo 
de ar. 
⦁ Observar a variação na frequência obtida em função do comprimento da onda. 
⦁ Compreender a relação entre som e frequência. 
⦁ Utilizar o gerador de sinal e termômetro; 
⦁ Identificar pontos de máxima e mínima intensidade de uma onda sonora 
estacionária em um tubo; 
⦁ Calcular comprimentos de onda; 
⦁ Calcular a velocidade do som; 
⦁ Analisar a relação entre a temperatura ambiente e a velocidade do som. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fundamentação teórica: 
A acústica é o ramo da física associado ao estudo do som. O som é um 
fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através 
dos diferentes estados físicos da matéria. 
As ondas sonoras são ondas mecânicas que se propagam através de um gás, 
líquido ou sólido. Estas ondas são produzidas por deformações provocadas pela 
diferença de pressão em um meio elástico qualquer, como por exemplo, ar, 
metais ou isolantes. 
A altura de um som, ou seja, o fato de ele ser grave ou agudo, está associada à 
frequência da onda sonora: quanto maior a frequência, mais agudo (mais alto) é 
o som. 
O movimento de ondas sonoras é longitudinal, onde as oscilações são paralelas 
à direção de propagação. Nos sólidos, além de serem longitudinais, elas podem 
ainda realizar movimento transversal, ou seja, as oscilações são perpendiculares 
à direção da onda. A onda sonora então pode ser descrita como uma onda de 
variação de pressão constituída por sequências de compressão e rarefação do ar, 
propagando no espaço. A onda de pressão provoca uma onda de deslocamentos 
do fluido. Quando a variação de pressão é máxima o deslocamento é mínimo e 
vice-versa. 
Cada onda realiza um movimento oscilatório, no qual este se relaciona com a 
frequência (f), o período (T), o comprimento da onda (l) e a velocidade de 
propagação (v). Onde o módulo da velocidade pode ser descrito pela expressão 
v = f. 
A velocidade com que as ondas sonoras são propagadas depende, 
exclusivamente, das características do meio em que se deslocam, no ar, a 
velocidade do som é de aproximadamente 340 m/s. 
Como o som tem propriedades ondulatórias, ele pode sofrer diversos fenômenos, 
tais como a reflexão, refração, difração e também interferência. Nesse último, 
duas ou mais ondas sonoras podem tanto ser anuladas quanto ser somadas, de 
acordo com a posição em que se encontram. 
 
 
 
 
 
 
As principais características que distinguem um som de outro som são três: altura, 
intensidade e timbre. 
• Altura: A altura do som diz respeito à sua frequência. Sons altos são 
aqueles que apresentam grandes frequências, também chamados de sons 
agudos. Os sons baixos, por sua vez, são aqueles que apresentam baixas 
frequências, tratando-se, portanto, de sons graves. 
• Intensidade: A intensidade do som diz respeito à quantidade de energia que 
a onda sonora transmite. Essa intensidade está relacionada à amplitude da 
onda sonora: quanto maior a sua amplitude, maior será sua intensidade. 
• Timbre: O timbre do som é o que nos permite distinguir a natureza de sua 
fonte. Ao ouvirmos dois sons de mesma frequência e intensidade, mas que 
foram produzidos por instrumentos diferentes, podemos facilmente 
diferenciá-los. O timbre é o modo de vibração da onda sonora, e cada fonte 
sonora possui o seu timbre característico. 
Como o som é uma onda, ele está sujeito a diversos fenômenos ondulatórios: 
• Reflexão: Acontece quando o som é emitido em direção a algum anteparo 
elástico. 
• Absorção: Alguns meios são capazes de absorver as ondas sonoras, 
funcionando, assim, como bons abafadores de som. As câmaras anecoicas 
são exemplos práticos da absorção sonora, quase nenhum som externo é 
capaz de entrar nessas câmaras. 
• Refração: A refração ocorre quando o som muda de meio e sofre mudanças 
de velocidade. Esse fenômeno é especialmente útil para a realização dos 
exames de ultrassonografia. 
• Difração: Se o som passar através de algum obstáculo ou fenda de 
dimensões parecidas com o seu comprimento de onda, ele sofrerá uma 
difração. A difração do som faz com que ele passe através de frestas, em 
baixo de portas, e possa ser ouvido. 
• Interferência: A interferência diz respeito à sobreposição das ondas 
sonoras, em alguns pontos do espaço, o som produzido por uma ou mais 
fontes irá sobrepor suas cristas e ondas, produzindo regiões de interferência 
construtiva e destrutiva. Em teatros e cinemas, o sistema de som é 
projetado de forma que haja o mínimo de regiões de interferência 
destrutiva. 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-reflexao-som.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-fenomeno-difracao.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htmMaterial e método: 
O ambiente apresenta os materiais a serem utilizados: gerador de sinal, alto-
falante, sonda, estetoscópio, tubo e termômetro, selecionados e utilizar de modo 
a garantir a correta execução dos experimentos. 
⦁ Gerador de sinal: Equipamento que envia para o alto-falante o sinal sonoro a 
ser emitido. 
⦁ Alto-falante: Aparelho que converte energia elétrica em sonora, isto é, que 
transforma o sinal enviado pelo gerador em um som. 
⦁ Sonda: Instrumento utilizado para captar a onda sonora em um determinado 
ponto e transmiti-la ao estetoscópio. 
⦁ Estetoscópio: É utilizado associado à sonda localizada dentro do tubo e 
possibilita ouvir o nível de vibração na ponta da sonda. 
⦁ Tubo: Tubo no qual a onda sonora se propaga. Em uma de suas extremidades 
está o alto-falante e na outra a sonda conectada ao estetoscópio. 
⦁ Termômetro: Utilizado para indicar a temperatura do ambiente no qual ocorre 
o experimento. 
 
 
 
 
 
 
 
Resultados: 
Para a Física, o som é uma onda longitudinal e mecânica e que, portanto, 
necessita de um meio físico para ser propagada. Podemos entender o som como 
uma vibração que se propaga no ar e em outros meios formando regiões de 
compressão e rarefação, ou seja, regiões de altas e baixas pressões. 
As ondas sonoras estão presentes em nosso dia a dia com diferentes formas, a 
velocidade do som pode ser utilizada para medir com boa precisão distâncias 
entre obstáculos, pois conhecendo-se a velocidade de propagação do sinal e o 
tempo que ele gastou para percorrer uma determinada distância é possível, e 
simples, calcular a distância percorrida. Além disso, as ondas sonoras são 
utilizadas por equipes de prospecção para sondar a crosta terrestre em busca de 
petróleo e em diagnóstico por imagens feito a partir de ultrassons, os chamados 
exames de ultrassonografia. 
 
 
 
 
 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-sonoras.htm
 
Conclusão: 
As ondas sonoras no tubo irão sofrer múltiplas reflexões nas duas extremidades 
do tubo, interagindo entre si. De um modo geral, estas ondas estarão defasadas 
entre si e a amplitude do padrão de interferência sonoro será pequena. Para 
determinadas frequências de oscilação todas as ondas refletidas encontram-se 
em fase, dando origem a uma onda estacionária de grande amplitude. A estas 
frequências dá-se o nome de frequências de ressonância, e ocorre quando as 
dimensões transversais do tubo são tais que, para estas frequências, a 
transferência de energia entre o alto-falante e o tubo é máxima. De fato, 
observou-se que a frequência mudou com a mudança no comprimento do tubo. 
A ressonância acontece quando um sistema físico oscila de maneira forçada em 
sua frequência natural de oscilação, atingindo grande amplitude. 
Ao ser aplicado por um agente externo, um único pulso a um sistema oscilante, 
este oscilará em sua frequência natural com a amplitude da oscilação 
diminuindo até zero com o tempo, devido ao amortecimento. Ao ser aplicada 
uma sequência contínua de pulsos, o sistema oscila de modo forçado. 
São possíveis duas situações principais em um sistema com oscilações forçadas: 
A frequência f dos pulsos aplicados pela fonte externa é bem diferente da(s) 
frequência (s) natural (ais); a frequência f dos pulsos aplicados pela fonte 
externa é igual ou quase igual à(s) frequência(s) natural(ais), ω0 de vibração do 
sistema. 
 
Referências bibliográficas: 
https://www.em.com.br/app/noticia/especiais/educacao/enem/2015/11/11/noticia-especial-
enem,706844/ondas-sonoras-e-a-capacidade-do-homem-em-emitir-sons.shtml 
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/33/5ec7caa75c32a.html 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-que-som.htm 
 
https://www.em.com.br/app/noticia/especiais/educacao/enem/2015/11/11/noticia-especial-enem,706844/ondas-sonoras-e-a-capacidade-do-homem-em-emitir-sons.shtml
https://www.em.com.br/app/noticia/especiais/educacao/enem/2015/11/11/noticia-especial-enem,706844/ondas-sonoras-e-a-capacidade-do-homem-em-emitir-sons.shtml
https://www.virtuaslab.net/ualabs/ualab/33/5ec7caa75c32a.html
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-que-som.htm