Relatório VII Acustica, Ressonâcia e Ondas

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Acústica, Ressonância e Batimento
Discentes: Andrius de Souza
Lidiane Rodrigues Aguiar Pinheiro
Disciplina:Laboratório de Física II 
Docente: Ademar Paulo Júnior 
Data de realização: 29/06/2016
Palmas
2016
INTRODUÇÃO 
Ondas permeiam todos os meios do universo, sejam elas mecânicas ou eletromagnéticas. As ondas são perturbações capazes de conduzir energia sem transportar massa. 
A principal diferença entre essas ondas é a que onda eletromagnética não necessita de um meio para se propagar.
Mas nessa prática estudaremos as ondas mecânicas e duas de suas propriedades, a ressonância e o batimento. Sabemos que a frequência do batimento é diferença entre as freqüências dos objetos emissores de ondas, e pode ser expressa pela fórmula:
 (1)
Sabemos também que a velocidade da onda pode ser calculada pela expressão:
 (2)
E podemos concluir que o comprimento de onda é inversamente proporcional a freqüência.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Usaremos nesse experimento dois diapasões de 440Hz cada, anexos a caixas de madeira para ampliar o som gerado pela mecanicidade do dispositivo junto com um martelo de borracha para provocar a oscilação sonora e uma massa, conforme a figura 1.
Figura 1: Material usado para estudar a ressonância em diapasões
O experimento consiste em verificar a ressonância gerada entre dois diapasões, e o que ocorre quando é adicionada uma massa ao diapasão.
Será utilizado também um conjunto de osciladores massa-mola com massas em suas extremidades, e nesse experimento verificaremos freqüência e ressonância quando combinamos a liberação da energia cinética das molas.
Por fim usaremos alto falantes com freqüências ajustadas em 400Hz e 500Hz a fim de verificação da existências dos batimentos.
RESULTADOS 
Podemos verificar no gráfico 1 que a freqüência gerada experimentalmente pelo diapasão sem massa foi de 440,91Hz.
Gráfico 1: Frequência do diapasão sem massa.
	
Quando foi adicionada uma massa no topo do diapasão podemos constatar que a frequência reduz para 435,73 Hz conforme o gráfico 2.
Gráfico 2: Frequência de um diapasão com massa na extremidade
	Já quando colocamos a massa no meio do diapasão percebe-se uma redução mais significativa da frequência, chegando a 405,68Hz.Gráfico 3: Frequência com a massa no meio do diapasão.
Porém quando colocamos a massa na base do diapasão podemos perceber que houve um sutil aumento na frequência das onda geradas.
Gráfico 4: Frequência do diapasão com a massa na base.
	
Com base nos dados obtidos pelos experimentos acima podemos usar a fórmula (1) para determinar a freqüência do batimento entre os diapasões com e sem massa chegando ao resultado da tabela 1.
	
	
	Batimento
	Frequência do diapasão sem massa
	440,91Hz
	0Hz
	Frequência do diapasão com massa na extremidade
	435,73Hz
	5,18Hz
	Frequência do diapasão com massa no meio
	405,68Hz
	35,23Hz
	Frequência do diapasão com massa na base
	447,82Hz
	6,91Hz
Tabela 1: Frequências e batimentos dos diapasões
Realizamos também o experimento de medida da frequência do batimento com alto falantes sendo o primeiro ajustado a frequência de 400Hz e o outro 500Hz. Ao usarmos o software para medir o período do batimento chegamos de 101,60 Hz, ou seja, o resultado foi muito próximo do previsto pela fórmula 1.
Gráfico 5:Batimento de alto falantes com 500 e 400Hz
	
4. DISCUSSÃO
Pode-se observar que molas que possuem a mesma amplitude no oscilador massa-mola vibram nas mesmas frequências quando soltas simultaneamente.
Já quando são soltos duas molas adjacentes,porém de tamanhos diferentes, mola de menor amplitude teve maior frequência de oscilação por ter λ (comprimento de onda) menor que a mola de λ menor, pois a frequência é inversamente proporcional ao comprimento de onda.
A recepção da frequência que teve maior aproveitamento dessa energia cinética ocorreu nas molas de mesma amplitude.
Quando colocamos frente a frente duas caixas acopladas a diapasões e batemos com um martelo pode-se ouvir o som que gerou. Ao tapar uma das caixas com as mãos isolando o som ela gerado percebe-se que o outro diapasão continua a vibrar e gerar som. Isso ocorre devido a propriedade das ondas mecânicas se propagarem pelo ar. No momento em o primeiro diapasão gera a frequência de 440 Hz essas ondas vibrar o ar na mesma freqüência chegando ao segundo diapasão e fazendo ele oscilar na mesma freqüência.
No momento em que se coloca uma massa em um dos diapasões sua frequência é alterada, e ao bater no diapasão sem massa podemos observar o efeito chamado batimento, o batimento ocorre devido a diferença das frequências dos diapasões uma característica de fácil percepção é a oscilação do som, pois as amplitudes das ondas se somam e subtraem. 
O batimento também foi percebido em ondas mecânicas produzidas por caixas sonoras as quais uma foi ajustada com 500Hz e a outra com 600Hz, analisando o gráfico (TAL) pode-se verificar que o período do batimento foi 100Hz que equivale a diferença das freqüências das caixas.
5.CONCLUSÃO
	Os resultados obtidos foram satisfatórios e podemos provar a partir da tríade científica, verdade, certeza e evidência que a ressonância é uma das características da ondulatória, assim como os batimentos sonoros.
	Durante a realização desse experimento foi observado que a precisão dos equipamentos foi condizente com margem de erro.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
1. BOER, R. Marcio. Prática de Laboratório de Física 2, IFTO-Campus Palmas, 2014. 
2. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física 1: Mecânica. 9. Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. 
3 Young, H. D.; Freedman, R. A. Sears & Zemansky - Física II. São Paulo: Editora Pearson, 2009.