Física experimental II Relatorio III ondas

Prévia do material em texto

DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DO SOM NO AR
	A temperatura da sala anotada foi de 26 ± 0,05 °C
	As freqüências obtidas pelo programa GRAM V6 para os respectivos tubos foram de:
Tabela 1 - Resultados obtidos experimentalmente
	Comprimento do tubo (L) em metros
	Freqüência Fundamental (f1)
	0,2
	421,9
	0,3
	283,1
	0,4
	211,0
	0,5
	171,9
	Através do programa GRAM V6, foi obtido, de forma gráfica, os espectros sonoros para cada tubo (que diferiram pelo seu comprimento).
Figura 
1
 Nós e anti nós de uma onda	O modo fundamental que corresponde ao primeiro harmônico de um tubo com uma extremidade aberta e outra fechada pode ser visto na figura 1.
	Para se ter uma onda estacionária no tubo nessa situação, deve-se ter um nó de deslocamento na extremidade fechada e um anti nó de deslocamento na extremidade aberta.
	O comprimento de onda do modo fundamental é dado por onde L é o comprimento que vai da extremidade fechada até a extremidade aberta do tubo. No caso do experimento, haviam 4 tubos com os comprimentos mostrados na tabela 1. As freqüências de onda estacionarias nesses tubos correspondem ao comprimento dado por com n= 1,3,5... Neste caso, os números de harmônicos m são sempre impares e as freqüências de ressonância são dados por:
 (velocidade do som a 20 °C)
	A tabela abaixo representa os valores teóricos da frequencia de onda estácionárias teóricas e a comparação com os resultados mostrados na tabela 1
Tabela 2 - Comparação entre resultados teóricos e práticos
	Comprimento do tubo (L) em metros
	Freqüência Fundamental (f1)
teórica
	Freqüência Fundamental (f1)
experimental
	0,2
	428,75
	421,9
	0,3
	285,8
	283,1
	0,4
	214,4
	211,0
	0,5
	171,5
	171,9
	Comparando os resultados encontrados através da teoria com os obtidos a partir do experimento, conclui-se que os mesmos estão num padrão aceitável , mostrando-se fidedignos a literatura.
Cálculo da velocidade do som a partir do método dos mínimos quadrados
	Considerando que a frequencia é dada por pode-se reescrevê-la na forma:
Se chamarmos
 eq. 1
teremos a uma equação da frequencia em função do comprimento do tubo na forma Y = x. Agora, elevando os comprimentos a -1, temos a nova tabela que será usada no método dos mínimos quadrados.
Tabela 3 - Dados para a aplicação do método dos mínimos quadrados ( L-1 e f1)
	L (m)
	L-1 (m)
	f1
	0,2
	 5
	421,9
	0,3
	3,33
	283,1
	0,4
	2,5
	211,0
	0,5
	2
	171,9
12,83 
 
B = = 83,69
A = = 3,49
SA= = 1,23 SB= = 0,54
A equação, portanto, é:
Y = (3,49±1,23) + (83,69±0,54)X 
	A partir do coeficiente B da equação linearizada, podemos calcular a velocidade do som utilizando a equação 1.
					V = 334,76 m/s 		 
 E o gráfico:
	
	De acordo com a literatura, a expressão que determina a velocidade do som a partir da temperatura é dada por
	A diferença de aproximadamente 11 m/s pode ter acontecido por causa da captação de sons do ambiente, ineficiência do dispositivo de captação ou algum erro de leitura. 
	Os tubos sonoros contém uma coluna de ar que podem executar uma vibração estacionária. Se as duas extremidades do tubo são desobstruídas, ele é denominado tubo aberto, que é o caso do experimento.
	As ondas estacionarias em colunas de ar são as fontes primárias dos sons produzidos por instrumentos de sopro. Em um instrumento de sopro de madeira, por exemplo, uma chave é pressionada abrindo um furo no lado da coluna. O furo define a extremidade da coluna vibrante de ar, de modo que a coluna seja de fato encurtada e a frequencia fundamental se eleve. Em um instrumento de metal, o comprimento da coluna de ar é mudada por uma seção ajustável, como em um trombone de vara, ou adicionando-se segmentos ao tubo, como é feito no trompete. A flauta também é um exemplo de tubo sonoro aberto. Para obter diferentes frequencias (notas musicais) o músico muda a posição dos dedos determinando o local em que o tubo ficará aberto ou varia o tamanho do tubo.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO - UNIVASF
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
FÍSICA EXPERIMENTAL II
PROFESSOR: TÉLIO NOBRE LEITE
Determinação da Velocidade do Som
Edinaízio Machado
Fábio Macêdo
Fernanda Patriota
João Marcos
Michele Lopes 
Yanka Freitas
Juazeiro-BA,19 de julho de 2014