Velocidade do Som em metais

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Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo e 
Geografia – FAENG 
Engenharia Ambiental- Bacharelado 
 
 
 
Douglas Queiroz 
Gabrieli Ribeiro Ferri 
Renan Pael Coelho 
Rute Duarte Lopes 
Iasmin Martinez Giglio 
 
Velocidade do Som em Metais 
Professor Widinei Alves Fernandes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campo Grande, MS 
2018 
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Faculdade de Engenharias, Arquitetura e Urbanismo e 
Geografia – FAENG 
Engenharia Ambiental- Bacharelado 
 
 
 
Douglas Queiroz 
Gabrieli Ribeiro Ferri 
Renan Pael Coelho 
Rute Duarte Lopes 
Iasmin Martinez Giglio 
 
 
 
Velocidade do Som em Metais 
 
 
Relatório referente à aula prática realizada 
no laboratório de Física II da Universidade 
Federal de Mato Grosso do Sul no dia 20/03/2018. 
 
 
 
 
 
Campo Grande, MS 
2018 
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SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................5 
2.FUNDAMENTAÇÃO TEORICA.................................................................................6 
3.OBJETIVOS, ..................................................................................................................7 
4.RESULTADOS E DISCUSSÕES................................................................................10 
5. REFERÊNCIAS............................................................................................................11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUÇÃO 
ONDAS 
Uma onda é um movimento causado por uma perturbação, e esta se propaga através de 
um meio. 
Um exemplo de onda é tido quando joga-se uma pedra em um lago de águas calmas, 
onde o impacto causará uma perturbação na água, fazendo com que ondas circulares se 
propagem pela superfície da água. 
Também existem ondas que não podemos observar a olho nu, como, por exemplo, 
ondas de rádio, ondas de televisão, ondas ultra-violeta e microondas. 
Além destas, existem alguns tipos de ondas que conhecemos bem, mas que não 
identificamos normalmente, como a luz e o som. 
Mas o que elas têm em comum é que todas são energias propagadas através de um 
meio, e este meio não acompanha a propagação. 
As propriedades do meio que determinam a velocidade de propagação de uma onda 
mecânica são a inércia e a elasticidade. A elasticidade do meio dá origem a forças 
restauradoras e a inércia determina como o meio responde a tais forças. Em um sólido, a 
velocidade v de propagação de pulsos longitudinais é dada por V= √Y/ρ em que Y é o módulo 
de Young, que caracteriza a elasticidade, e ρ é a densidade, que caracteriza a inérci do meio. 
A figura 1 mostra valores de Y, ρ e v para alguns metais. 
Módulo de Young, densidade e velocidade do som para alguns metais (as incertezas são menores que 10%) 
 
Figura 1 
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ONDAS MECÂNINCAS 
 As ondas mecânicas são perturbações que transportam energia cinética e potencial 
através de um meio material, por exemplo: ondas marítimas, sísmicas e sonoras. 
Ela pode acontecer somente num meio material, mas não transportam matéria e, sim, 
energia. 
Essas perturbações acontecem na forma de pulsos, os quais são ondas de curta duração 
que se repetem com intervalos de tempo iguais, ou seja, em movimentos periódicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FUNDAMENTAÇÃO TEORICA 
 
ONDAS LONGITUDINAIS E TRANSVERSAIS 
As oscilações das partículas podem ocorrem na mesma direção de propagação da onda, e 
nesse caso, dizemos que a onda é longitudinal. Um exemplo disso são as ondas sonoras. A Figura 1 
ilustra esse fenômeno, mostrando que, a vibração da membrana de um alto falante, produz zonas 
onde o ar é comprimido e rarefeito. Se a vibração da membrana é periódica, o padrão de 
compressão e rarefação do ar também é, periódico, formando um padrão. Na figura vemos que as 
oscilações do meio (moléculas e partículas em suspensão no ar) ocorrem na mesma direção de 
propagação da onda, e por isso dizemos que a onda é longitudinal. 
 
Figura 1: Oscilação longitudinal das partículas do ar durante a passagem de uma onda sonora 
Quando as oscilações do meio ocorrem na direção perpendicular á direção de propagação da 
onda, dizemos que a onda é transversal. As ondas produzidas em uma corda, e as ondas 
eletromagnéticas são exemplos de ondas transversais. Na onda eletromagnética o campo elétrico e o 
campo magnético oscilam na direção perpendicular a direção de propagação da onda, como 
mostrado na figura 2. 
 
Figura 2: Exemplos de ondas transversais 
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PARTE EXPERIMENTAL 
Objetivo 
 Determinar a velocidade de propagação de um pulso longitudinal em barras de 
metal. 
Material utilizado 
 Resistor, multímetro digital, barras metálicas e trena. 
 
Figura 2: Multímetro, resisto, barra de metal 
 
Figura 3: Trena 
 
 
 
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RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 Procedimento 1 
Valores das tensões Vf no capacitor após cada colisão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tensão inicial = 1,5535 
Somas das Tensões = 14,8369/10 = 1,48369 
 
Calculando a constante de tempo do circuito: 
τ = R.C 
τ = 56.100.10ˉ⁶ 
τ = 0,0056 s 
Calculando o tempo Tc: 
V(f)= Vᵢеˉtc/� 
1,48369 = 1,5535еˉtc/r.c 
(1,48369/1,5535) = еˉtc/r.c 
Ln(1,48369/1,5535) = -Tc/0,0056 
0, 0056.Ln(1,48369/1,5535) = -Tc 
Tc= 0,0025 s 
Número 
de 
colisões 
 Tensão 
 (Vf) 
 1 1,4597 
 2 1,4986 
 3 1,4428 
 4 1,4373 
 5 1,4756 
 6 1,4768 
 7 1,5009 
 8 1,5363 
 9 1,5465 
 10 1,4624 
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Velocidade de propagação do pulso 
V = 2l/tc 
V= 2/0,0025V = 800 m/s 
 
Na tabela 1 do modulo de Young, nos mostra que as incertezas são menores que 10%, 
sendo assim: 
 
5100 m/s ̶ ̶̶ ̶ ̶̶ 100% 
X ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶̶ 10% 
X = 510 m/s 
 
 O resultado obtido foi 800 m/s que esta acima dos 10% de incerteza. 
 
 
Procedimento ll 
 
Tabela com os valores das tensões e número de colisões: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colisões 
 (n) 
tensão 
 (Vn) 
1 1,5007 
2 1,4172 
3 1,3758 
4 1,2391 
5 1,2099 
6 1,1094 
7 1,0391 
8 1,0085 
9 0,9368 
10 0,8876 
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Faça um gráfico Vn versus n: Tensão Vn x n colisões 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERENCIAS 
https://www.todamateria.com.br/ondas-mecanicas/ 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/classificacao.php 
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1205222/mod_resource/content/1/conceito%20de%2
0onda.pdf