Buscar

9° Força Elástica (Relatório)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 6 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 6 páginas

Prévia do material em texto

Velocidade do Som no ar
Laboratório de Física Geral II – Turma “B”
Universidade Federal do Acre – UFAC
Jader Alves Do Couto
Leonardo Cunha
Força Elástica
Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de nota na disciplina de Laboratório de Física Geral I Turma “A”, no curso de Licenciatura Plena em Física, na Universidade Federal do Acre - UFAC.
Orientador (a): Yanna Raquel Almeida da Costa
Rio Branco – AC
2016
Introdução
Este relatório fará a exposição dos procedimentos e resultados obtidos na quinta prática de Laboratório de Física Geral II, com objetivo de determinar a velocidade de propagação do som no ar.
Teoria Experimental
As ondas sonoras são ondas muito particulares, uma vez que se trata de ondas longitudinais. Estas ondas, sendo mecânicas, precisam de um meio para se propagar, e fazem-no através de pequenas oscilações das partículas que o constituem. Seja o meio o ar, um líquido ou um sólido.
Quando um objeto vibra com uma frequência típica do intervalo de frequências audíveis (como, por exemplo, a membrana de um tambor, ao ser percutida), ele efetua um movimento vibratório e, ao fazê-lo, obriga as partículas do ar que o rodeia a um movimento de oscilação idêntico ao seu. Essas partículas, por sua vez, comunicam esse movimento às seguintes e assim sucessivamente. As moléculas do meio não se propagam; o que se propaga é a vibração provocada nessas moléculas. Deste modo são alteradas as posições médias das moléculas e o valor local da densidade de massa do meio. Passada a perturbação, as moléculas voltam a ocupar as mesmas posições médias anteriores e a densidade de massa volta também ao valor característico do meio. Trata-se de uma onda longitudinal, uma vez que as partículas do meio ficam sujeitas a deslocações na mesma direção em que a onda se propaga.
Outro modo de considerar uma onda sonora é como uma onda longitudinal de pressão, ou seja, como uma série de compressões e rarefações que se vão propagando no meio. Tomando novamente como exemplo a vibração da membrana do tambor, quando ela se expande, o volume de ar contíguo é comprimido e a pressão nesse pequeno volume torna-se relativamente elevada. Por sua vez, esse volume de ar comprime o que lhe está adjacente e assim sucessivamente, fazendo com que a compressão se propague. Pelo contrário, quando a membrana se retrai gera-se um volume de ar a baixa pressão, ou seja, uma rarefação, que se propaga do modo idêntico.
Em geral, o som propaga-se a partir da fonte sonora em todas as direções do espaço. Contudo, o estudo da propagação do som pode ser simplificado restringindo o seu movimento a uma dimensão com a utilização de um tubo de ressonância, como se fará.
Quando duas ondas sonoras atingem uma mesma região do espaço, as partículas dessa região são solicitadas para efetuarem dois movimentos oscilatórios diferentes, daí resultando a sobreposição de ambos os movimentos. Se as oscilações estão em fase, reforçam-se, e diz-se que há interferência construtiva. Se, tendo a mesma amplitude, estão em oposição de fase, elas anulam-se, e diz que há interferência destrutiva.
Em geral, quando uma onda incide sobre um objeto não é totalmente refletida, em virtude de uma parte da energia que a onda transporta ser absorvida pelo objeto. Um emissor de ondas sonoras muito comum é o diapasão. Se um diapasão a vibrar for mantido nas proximidades de um tubo de vidro cheio de ar, fechado numa das extremidades, as suas vibrações transmitem-se a essa coluna de ar, gerando-se assim uma onda sonora que se reflete ao atingir a extremidade fechada do tubo.
Da interferência da onda incidente com a onda refletida (de intensidade menor que a onda incidente, devido a alguma absorção na extremidade fechada do tubo) resulta uma onda estacionária (figura 1) dentro do tubo. Uma onda estacionária é caracterizada por ter nodos e antinodos em posições fixas.
Como é mostrado na figura 1-A, num tubo fechado, a onda estacionária que representa a elongação de cada partícula do meio tem um nodo na extremidade fechada e um antinodo na extremidade aberta. Na representação da onda de pressão (fig. 1-B) também existem nodos e antinodos, mas em posições trocadas relativamente aos nodos e antinodos da representação anterior.
Como se disse, uma onda estacionária ocorre quando uma onda incidente é refletida na extremidade fechada de um tubo e a onda refletida interfere com a onda original. Na realidade, uma onda sonora é muitas vezes refletida e reemitida entre as extremidades do tubo e todas estas múltiplas ondas refletidas interferem umas com as outras. Em geral, as múltiplas ondas refletidas não estão todas em fase e a amplitude da onda resultante é pequena. Contudo, para um dado valor do comprimento de onda (c.d.o.) do som emitido, em determinados pontos da coluna de ar, este vibra em ressonância com a fonte emissora, fazendo com que a intensidade do som nesse ponto seja bastante ampliada.
Nas condições de ressonância existe um antinodo de elongação na extremidade aberta do tubo. A distância entre dois nodos (ou dois antinodos) é exatamente l/2, sendo assim possível, através da medição das posições das colunas de ar para as quais houve ressonância, obter o comprimento de onda l da onda sonora. Deste modo, se a frequência da fonte de vibrações for conhecida e determinarmos experimentalmente o c.d.o. da onda sonora emitida pelo diapasão, é possível calcularmos a velocidade do som no ar, v, através de:
A velocidade do som no ar a 20ºC é 343 m/s (Resnick, Halliday, Krane – Física II 4ª Edição), aumentando à medida que a temperatura também aumenta. Quando a temperatura ambiente é de T ºC, a velocidade correspondente do som no ar é:
v(t) = 331,5 + 0,61T (m/s)
Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é determinar a velocidade de propagação do som no ar, fazendo um diapasão de 294Hz de frequência oscilar na extremidade de um tubo contendo água, e a partir das ondas estacionárias que se propagaram pelo tubo determinar o comprimento de onda para que possa relacionar com a frequência e obter a velocidade.
Objetivos Específicos 
Medir a velocidade do som no ar.
Desenvolvimento 
	Temperatura ambiente (°C)
	Diapasão (frequência)
	L (cm)
	L(m)
	25°C
	294Hz (Ré)
	26
	0,26
Metodologia
Diapasão;
Martelo de borracha;
Régua;
Tubo de vidro;
Termômetro;
Água;
Suporte.
Conclusão
Bibliografia
Info escola – Velocidade do som 10/07/16 as 14h19min
http://www.infoescola.com/fisica/velocidade-do-som/

Outros materiais