Prática 7 atualizada - Filandro

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL PARA ENGENHARIA SEMESTRE 2022.2
PRÁTICA 07 – VELOCIDADE DO SOM 
ALUNO: FILANDRO JULLEF ARAUJO PORTELA BEZERRA  
MATRÍCULA: 537287 
CURSO: ENGENHARIA DE PETRÓLEO 
TURMA: 30 
PROFESSOR: IGOR PEREIRA
20/09/2022
1 OBJETIVOS
- Determinar a velocidade do som no ar como uma aplicação de ressonância;
- Determinar a frequência de um diapasão.
2 MATERIAL
- Cano de PVC com êmbolo;
 - Celular com aplicativo gerador de frequência;	
 - Diapasão de frequência desconhecida;
 - Martelo de borracha;
 - Paquímetro;
 - Trena; 
 - Termômetro digital;
3 INTRODUÇÃO
O som é uma onda do tipo mecânica, ou seja, que se propaga em meio físico. A passagem de qualquer onda sonora produz uma pequena variação no meio em que se propaga, produzindo um deslocamento que muda a densidade do fluido.
A velocidade de uma onda depende do seu comprimento (λ) e da frequência emitida por ela (f) 
Figura 1 – Ondas
Fonte:https://aminoapps.com/c/astronomo/page/blog/ondassonoras/rgKX_ggceumlRPpZvBdEKg5712aKane7bm
A velocidade de uma onda é dada por: .
Na qual utiliza-se o v = velocidade;
 = comprimento de onda;
f = frequência da onda.
Quanto maior a frequência, maior a velocidade da onda. 
RESSONÂNCIA
É um fenômeno físico que ocorre quando um sistema sofre uma força com frequência igual ou bastante parecida da frequência fundamental desse sistema. Essa frequência fundamental, também chamada de frequência natural, corresponde ao número de oscilações por segundo capaz de produzir harmônicos, ou seja, interferências construtivas sobre elas mesmas, aumentando sua amplitude.
Figura 2 – Ressonância sonora
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/ressonancia.htm#Resson%C3%A2ncia+sonora+ou+ac%C3%BAstica
4 PROCEDIMENTO
	Inicialmente, foi utilizado o aplicativo “gerador de frequência” para gerar uma frequência de 560 Hz. O celular foi colocado na extremidade do cano de PVC e foram obtidas as seguintes distâncias referentes à intensidade sonora:
Tabela 4.1 – Resultados do experimento
	 
	Estudante 1
	Estudante 2
	Estudante 3
	Média
	h1 (cm)
	15,0
	14,7
	14,1
	14,6
	h2 (cm)
	44,8
	45,5
	45,6
	45,3
	h3 (cm)
	79,4
	78,2
	78,9
	78,8
Fonte: O autor
	
Em seguida, foi anotadas as seguintes medidas: temperatura ambiente: t = 33,0 ºC;	
O comprimento da coluna de ar no cano de PVC utilizado: h máx = 119,4 cm;
O diâmetro interno do cano de PVC: d int = 47,0 cm
Terminado a primeira parte do experimento, foi realizado o mesmo procedimento, mas com um diapasão de frequência desconhecida e os resultados foram os seguintes:
	Tabela 4.2 – Resultados do experimento
	 
	Estudante 1
	Estudante 2
	Estudante 3
	Média
	h1 (cm)
	17,8
	17,8
	17,4
	17,7
	h2 (cm)
	52,4
	52,3
	52,6
	52,4
	h3 (cm)
	95,2
	95,2
	95,4
	95,3
Fonte: O autor
5 QUESTIONÁRIO
1 – Determine a velocidade do som.
R: 
	 
	V (m/s)
	A partir dos valores médios de h1 e h2
	343,8
	A partir dos valores médios de h2 e h3
	 375,2
	Valor médio
	 359,5
Para h2 e h1:
V= 2 (h2-h1) f
V= 2(45,3-14,6)560
V= 2. 30,7. 560
Dividindo por 100, obtemos V= 343,8 m/s
Para h3 e h2:
V=2. (h3-h2).f
V=2. (78,8-45,3)560
V= [2. (33,5). 560]/100V=375,2m/s
2 – Calcule a velocidade teórica do som no ar, utilizando a equação da termodinâmica:
R: , logo: 
3 – Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som no ar obtido experimentalmente e calculado teoricamente.
R: O valor obtido na questão 1 foi de 359,5 m/s, na questão 2 foi de 353 m/s. Isto posto, calculou-se que o erro percentual foi de 1,84%
Erro= Valor teórico – Valor médio
Erro= 353,0– 359,5 (resultado em módulo)
Erro= (6,5) / 353 Erro= 1,84%.
4 – Quais as causas prováveis dos erros cometidos na determinação experimental da velocidade do som nesta prática?
R: O som foi escutado várias vezes, houveram divergências em virtude da realização simultânea com outras equipes e também o descuido dos operadores que estavam escutando e os que estavam movimentando o êmbolo.
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.
R: h4-h3=h3-h2 tendo que h3=78,8cm e h2=45,3 cm
Logo, h4=112,3cm;
h5-h4=h4-h3 tendo que h4=112,3cm e h3=78,8cm
h5=145,8cm
Então podemos notar que o h4 poderia ser observado com o cano que foi usado mas o h5 não pois seria necessário um cano mais longo para que o pudesse observar.
6 – Qual a frequência do diapasão fornecido? Utilize a velocidade do som calculada na questão 2
R: Utilizando a velocidade do som teórica de 353 m/s, temos que: portanto, f = 510Hz
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).
R: V= λ=0,706m 
 Então h1= 
 
h1=0,177m;
V=2(h2-h1).f 
2(h2-0,177)=353/500
h2=0,530m
V= 2(h3-h2).f
2(h3-0,530)=353/500 h3=0,883m 
experiencia foi composta pela medição dos tamanhos das amplitudes dentro de um cano
de PVC fechado quando se ressoava uma onda sonora para dentro dele, através de um
celular ou de um diapasão
Neste laboratório, foi feito uma experiencia sobre velocidade do som. A
experiencia foi composta pela medição dos tamanhos das amplitudes dentro de um cano
de PVC fechado quando se ressoava uma onda sonora para dentro dele, através de um
celular ou de um diapasão
7 CONCLUSÃO
 
 Conclui-se que, que a ressonância do som é influenciada pelo meio que se propaga. Ao realizarmos essa pratica foi possível obter a velocidade do som por meio de suas propriedades teóricas e analisando a sua ressonância, conseguimos também por meio desta pratica descobrir a frequência do diapasão usando a velocidade do som teórica. Nesse experimento podemos verificar erros que podem o prejudicar como a interferência de barulhos externos e o descuido dos operadores.
REFERÊNCIAS
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos da Física. Volume 1. 10 ed.
https://pt.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/hookes-law/a/what-is-hookes-law - Acesso em agosto de 2022
https://dfi.ufs.br/uploads/page_attach/path/3162/Experimento2_LeiHooke_2017.2.pdf - Acesso em agosto de 2022
https://www.institutoclaro.org.br/educacao/para-ensinar/planos-de-aularessonância/ - Acesso em agosto 2022
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