Logo Passei Direto
Buscar
Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Experimente o Premium!star struck emoji

Acesse conteúdos dessa e de diversas outras disciplinas.

Libere conteúdos
sem pagar

Ajude estudantes e ganhe conteúdos liberados!

Prévia do material em texto

1 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA 
SEMESTRE 2022.1 
 
 
 
 
PRÁTICA 09 - VELOCIDADE DO SOM 
 
 
 
 
 
 
ALUNO (A): SILMARA DE FÁTIMA SILVA CAVALCANTE 
MATRÍCULA: 535588 
CURSO: ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
TURMA: 02 
PROFESSOR: LUCAS SARAIVA 
DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 21/06/2022 ÀS 16:00h 
Luis Eduardo Bino Souza
Nota = 10,0 pontos.
Excelente relatório.
Luis Eduardo Bino Souza
Capa- tudo ok - 1,0 ponto
 2 
1 OBJETIVOS 
- Determinação da velocidade do som no ar como uma aplicação de ressonância. 
- Determinação da freqüência de um diapasão. 
2 MATERIAL 
- Cano de PVC com êmbolo; 
- Celular com o aplicativo “Gerador de Freqüência”, que pode ser obtido em: 
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.boedec.hoel.frequencygenerator&hl=pt_B
R 
- Diapasão de freqüência desconhecida; 
- Martelo de borracha; 
- Termômetro digital; 
- Paquímetro; 
- Trena. 
3 INTRODUÇÃO 
Quando se fala da velocidade do som, trata-se da velocidade de uma onda. O som é uma onda 
que tem características de natureza mecânica, ou seja, precisa de um meio para se propagar, 
sua direção de propagação é longitudinal, nesse tipo de onda, a vibração individual das 
partículas ocorre na mesma direção de propagação da onda como um todo, ou seja, 
paralelamente. Logo, a velocidade do som pode ser definida como a velocidade que a 
perturbação causada pela onda viaja através das suas moléculas. Vale ressaltar que, onda 
transporta energia e não transporta matéria. 
Figura 01 – Representação gráfica da Amplitude e do Comprimento de Onda de uma onda. 
Luis Eduardo Bino Souza
0,5 ponto
Luis Eduardo Bino Souza
Excelente- 2,0 pontos.
Luis Eduardo Bino Souza
0,5 ponto
 3 
Fonte: Onda: As principais diferenças entre som e luz – Aprova Total. Disponível em: 
https://blog.aprovatotal.com.br/ondas-luz-som/ 
Onde λ é o comprimento de onda e A é a amplitude. A velocidade do som pode ser calculada 
através da freqüência e dos períodos pela fórmula abaixo: 
𝑓 =
1
𝑇
 
A freqüência é uma grandeza escalar correspondente ao número de vezes em que uma onda se 
repete por unidade de tempo e o período (T) é o tempo da duração de uma oscilação completa. 
Já que a velocidade é dada por uma variação do deslocamento sobre a variação de um tempo, 
pode-se fazer uma relação entre o comprimento de onda (λ) e os períodos, através da fórmula 
abaixo: 
𝑣 = λ/T 
Logo, fazendo uma relação, encontra-se a equação abaixo: 
1
𝑇
=λf 
Para a prática realizada, foi preciso encontrar os nós e “h”, h é a distância de um nó à outro, 
representado pelo esquema abaixo: 
Figura 02 – Representação gráfica dos ventres e nós. 
Fonte: Ondas estacionárias. Disponível em: https://www.colegioweb.com.br/fenomenos-ondulatorios/ondas-
estacionarias.html 
Definiu-se como h1 a distância do nó até o pico, no caso, até o ventre (V1) da corda, já h2 é a 
distância de V1 até o nó 3. 
Logo, h1= λ/4 e h2 = λ/2, assim é possível construir a equação da velocidade do som, mostrada 
abaixo: 
𝑣 = 2 (ℎ2 − ℎ1)𝑓 
https://blog.aprovatotal.com.br/ondas-luz-som/
https://www.colegioweb.com.br/fenomenos-ondulatorios/ondas-estacionarias.html
https://www.colegioweb.com.br/fenomenos-ondulatorios/ondas-estacionarias.html
 4 
Vale ressaltar que a frequência sempre será um valor dado. 
A velocidade do som possui uma equação para o cálculo teórico, dada por: 
𝑣 = 331 +
2
3
 𝑇 
Onde T é a temperatura do local onde o som está sendo emitido. 
4 PRÉ – LABORATÓRIO 
Na extremidade do tubo aberto da figura é colocado um diapasão que emite um som puro 
(frequência 1600 Hz). Abrindo-se a torneira, a água escoa lentamente, sendo que para certos 
valores de h ocorre um aumento da intensidade sonora que sai do tubo. Alguns desses valores 
de h, iniciando pelo menor valor, são: 5 cm, 15 cm e 25 cm. Determinar: 
(a) O comprimento de onda do som emitido pelo diapasão. 
Como, h2-h1= λ/2 
Utilizando os valores: 
h2 = 15 cm e h1 = 5 cm, tem-se, 
15 – 5 = λ/2 
λ = 2 × 10 
λ= 20 cm 
(b) A velocidade desse som no ar. 
Usando a equação: 
𝑣 = 2 (ℎ2 − ℎ1)𝑓 
Utilizando h2 = 15 cm e h1= 5 cm, tem-se, 
V = 2 (15 – 5) 1600 
V = 20 × 1600 
V = 32.000 cm/s = 320 m/s 
5 PROCEDIMENTOS 
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok.
Luis Eduardo Bino Souza
Excelente - 1,5 ponto.
 5 
A primeira parte da prática realizada, iniciou-se com o download do aplicativo “Gerador de 
Freqüência”, após a instalação, um aluno da equipe ficou responsável por apoiar o celular com 
a frequência em 660 Hz, frequência solicitada no roteiro da prática, outro membro da equipe 
ficou responsável em deslocar o êmbolo, a medida em que o êmbolo era deslocado, o som que 
estava sendo emitido pelo celular ia aumentando até chegar em um pico, quando identificado o 
pico, era realizada a medição do deslocamento feito pelo êmbolo com o auxílio de uma trena, 
essa medição foi anotada em tabelas fornecidas no roteiro da prática. Segue as tabelas com os 
valores das medidas encontradas pelos estudantes: 
Tabela 9.1 – Medidas realizadas pelo estudante 1. 
h1 (cm) h2 (cm) h3 (cm) 
10,5 36,5 62,6 
Fonte: Autoral. 
Tabela 9.2 – Medidas realizadas pelo estudante 2. 
h1 (cm) h2 (cm) h3 (cm) 
11,0 36,5 63,0 
Fonte: Autoral. 
Tabela 9.3 – Medidas realizadas pelo estudante 3. 
h1 (cm) h2 (cm) h3 (cm) 
10,5 37,0 62,6 
Fonte: Autoral. 
Tabela 9.4 – Medidas individuais e valores médios . 
 Estudante 1 Estudante 2 Estudante 3 Média (cm) 
h1 (cm) 10,5 11,0 10,5 10,7 
h2 (cm) 36,0 36,5 37,0 36,5 
h3 (cm) 62,6 63,0 62,6 62,7 
Fonte: Autoral. 
Como pedido no roteiro da prática, foi medido a temperatura do ambiente através de um 
Termômetro fixado na parede do laboratório de física experimental, a temperatura medida foi 
23,5°C (Ta) , também foi medido o comprimento máximo que a coluna de ar pode ter no cano 
utilizado, que foi 88,5 cm e o diâmetro do cano foi 47,20 mm. 
Luis Eduardo Bino Souza
Não havia necessidade desta informação, uma vez que o relatório deve ser visto como um artigo que você está desenvolvendo.
 6 
Na segunda parte da prática foi utilizado um diapasão com frequência 440 Hz, foram obtidas 
as medidas do deslocamento do êmbolo, ou seja, h1 ; h2 e h3 e depois foi realizada uma média 
aritmética. As medidas foram anotadas na tabela 9.5, fornecida no roteiro da prática. 
Tabela 9.5 – Valores individuais e valores médios para o diapasão. 
 Estudante 1 Estudante 2 Estudante 3 Média (cm) 
h1 (cm) 15,0 15,0 15,0 15,0 
h2 (cm) 54,5 54,0 54,6 54,4 
h3 (cm) 93,6 94,0 93,5 93,7 
Fonte: Autoral. 
Na realização do segundo procedimento com o diapasão, a equipe sentiu grande dificuldade em 
obter a localização dos nós, por conta das outras equipes que estavam presentes no laboratório 
e também por o volume emitido pelo diapasão ser baixo, sendo assim, a obtenção dos resultados 
foi prejudicada. 
6 QUESTIONÁRIO 
1 – Determine a velocidade do som: 
Utilizando valores de h1 e h2, tem-se: 
V = 2 (h2 - h1) f 
h2 = 36,5 cm; h1 = 10,7 cm e f = 660 Hz 
V = 2 (36,5 – 10,7) 660 
V = 34.056 cm/s = 340,56 m/s 
Utilizando valores de h3 e h2, tem-se: 
h3 = 62,7 cm; h2 = 36,5 cm e f = 660 Hz 
V = 2 (62,7 – 36,5) 660 
V = 34.584 cm/s = 345,84 m/s 
 V (m/s) 
A partir dos valores médios de h1 e h2 340,56 
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
 7 
A partir dos valores médios de h2 e h3 345,84 
Valor médio 343,2 
Fonte: Autoral. 
2- Calcule a velocidade teórica (m/s) do som no ar, utilizando a equação termodinâmica: 
𝑣 = 331 +
2
3
𝑇 
Colocando a temperatura em °C que estava sala na equação, tem-se: 
V = 331 + 2/3 × 23,5 
V = 346,7 m/s 
A velocidade teórica do som no laboratório de física experimental foi 346,7 m/s. 
3- Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som no ar obtido 
experimentalmente (questão 1) e o calculado teoricamente (questão 2). 
345,84 m/s ----- 100%346,70 m/s ----- x 
345,84 x = 34.670 
x = 100,25 % 
Calculando o erro: 
100% - 100,25% = 0,25% 
O erro percentual foi 0,25%. 
4- Quais as causas prováveis dos erros cometidos na determinação experimental da velocidade 
do som nesta prática? 
O fator humano foi uma das causas prováveis do erro, ou seja, de quem estava analisando os 
picos, também o barulho causado pelas outras equipes que estavam no laboratório realizando a 
mesma prática atrapalhou. Em alguns momentos os membros da equipe confundiam os sons 
que eram emitidos pelas outras equipes com o som do seu próprio experimento. 
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
 8 
5 - Nesta prática foram observadas experimentalmente três posições de máximos de intensidade 
sonora. Calcule as posições esperadas para o quarto e o quinto máximos de intensidade sonora. 
Esses máximos poderiam ser observados com o material utilizado nesta experiência? Justifique. 
Como a distância entre os nós sempre será a mesma, pode-se deduzir o h4 e h5. h2= 36,5cm e 
h1 = 10,7 cm, assim, pode-se calcular a variação: 
h2 - h1 = 36,5 – 10,7 = 25,8 cm 
Calculando a variação de h2 para h3: 
h3 = 63,7 cm 
h3 - h2 = 63,7 – 36,5 = 27,2 cm 
Fazendo uma média aritmética para um resultado mais fiel: 
M = 25,8 + 27,2/2 = 26,5 cm 
Logo, 
h4= 62,7 cm + 26,5 cm = 89,2 cm 
h5 = 89,2 cm + 26,5 cm = 115,0 cm 
Esses máximos não foram possíveis observar na prática pois o material disponibilizado não era 
adequado. O sistema com o cano e o êmbolo tinha o comprimento máximo de 88,5 cm, logo, 
seria inviável encontrar h4 e h5. 
6- Qual a freqüência do diapasão fornecido? 
Como já se sabe a velocidade do som no laboratório de física experimental 343,2 m/s, pode-se 
utilizar a fórmula: 
𝑣 = 2(ℎ1 − ℎ2)𝑓 
h1 = 0,15 m; h2 = 0,544 m; V = 343,2 m/s 
343,2 = 2 (0,544 – 0,15) f 
0,788f = 343,2 
f = 435,5 Hz 
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
 9 
7- Quais seriam os valores de h1, h2 e h3 se o diapasão tivesse a frequência de 500 Hz? (não 
considerar a correção de extremidade). 
Utilizando a fórmula V = λ×f para descobrir o comprimento de onda e considerando a 
velocidade teórica, tem-se: 
346,7 = λ × 500 
λ = 0,6934 m 
Logo, é possível fazer a substituição para encontrar h1, h2 e h3 
h1= λ/4 
h1 = 0,6934/4 = 0,17335 m = 17,335 cm 
h2 = (λ/4) + h1 
h2 = (0,6934/4)+0,17335 
h2 = 0,3467 m = 34,67 cm. 
h3 = (λ/4) + h2 
h3 = (0,6934/4)+0,3467 
h3 = 0,52005 m = 52,005 cm. 
7 CONCLUSÃO 
Após a realização da prática e da análise das tabelas para a resolução do questionário, entende-
se que foram obtidos bons resultados, tendo em vista que, o erro calculado na questão 3 foi 
0,25%, observando a porcentagem, percebe-se que o erro foi quase nulo e que a frequência 
encontrada do diapasão foi 435,5 Hz, ou seja, bem próxima da frequência real do diapasão 
fornecido que era 440 Hz, nota-se que deu um erro abaixo de 10%. Por essa razão, considera-
se que a equipe fez um bom trabalho . 
Como já foi comentado na resolução da questão 4, os possíveis erros foram causados pelo fator 
humano, ou seja, de quem estava analisando os picos e também do grande barulho causado 
pelas outras equipes que estavam no laboratório de física experimental. Portanto, pode-se 
concluir que a distância entre os nós sempre será a mesma e que a velocidade pode ser calculada 
conhecendo a distância entre os picos. Os valores obtidos deram bem próximos, mas por conta 
de algum possível erro, o valor foi alterado. 
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,43 ponto.
Luis Eduardo Bino Souza
Excelente - 1,0 ponto
 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 REFERÊNCIAS 
“Som e sua propagação" em Só Física. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2022. 
Consultado em 27/06/2022 às 20:51. Disponível na Internet 
em http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/som.php 
 
“Onda: As principais diferenças entre som e luz em Aprova Total, por Denis em 28/06/19. 
Consultado em 27/06/2022 às 21:05. Disponível na Internet em 
https://blog.aprovatotal.com.br/ondas-luz-som/ 
 
KHAN ACADEMY BRASIL. Velocidade do Som. Youtube. 25 de set 2015. Disponível em: 
https://youtu.be/_1yNlCSQQb4 
Acesso em 27/06/2022 às 19:42. 
 
 
 
 
 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/som.php
https://blog.aprovatotal.com.br/ondas-luz-som/
https://youtu.be/_1yNlCSQQb4
Luis Eduardo Bino Souza
Tudo ok - 0,5 ponto.
 11

Mais conteúdos dessa disciplina