Prática 7 Velocidade do Som

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Metalúrgica
Relatório de Física Experimental 
Prática 07: Velocidade do Som
Aluna: Sílvia Beatriz Fonteles de Souza Matrícula: 367485
Professor: Diego Franklin Turma: 35A
Disciplina: Física Experimental Para Engenharia
Fortaleza – Ceará
2014
1. Objetivos
Determinação da velocidade do som no ar como uma aplicação de ressonância.
2. Material
Cano de PVC com êmbolo;
Diapasão de frequência conhecida;
Martelo de borracha;
Termômetro digital;
Paquímetro;
Trena.
3. Introdução Teórica
 Onda, pela sua definição, é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso), com velocidade definida. A oscilação de uma onda é caracterizada pelo seu comprimento de onda e pelo tempo decorrido para uma oscilação, chamado de período, o qual é o inverso de sua frequência. 
 Quando um corpo encontra-se em repouso e sobre ele incidir uma onda de frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração, fazendo com que o sistema vibre com amplitudes cada vez maiores. 
 
 O caso mais conhecido de ressonância foi o rompimento da ponte Tacoma Narrows, nos Estados Unidos da América, no dia 7 de novembro de 1940. Em um determinado momento o vento começou a soprar com uma frequência igual a frequência natural de oscilação da ponte, fazendo com que a mesma começasse a aumentar gradativamente a amplitude de suas vibrações, até que a estrutura construção não suportou o esforço e rompeu-se.
4. Procedimento
 Inicialmente, foi verificada a frequência natural do diapasão, que corresponde a 440 Hz. Após conhecida sua frequência, um aluno, com a posse do diapasão, posicionava-o próximo à boca do cano de PVC, enquanto o êmbolo ia sendo movimentado por outro aluno, enquanto o terceiro aluno escutava a intensidade sonora do som refletido dentro do cano. Tal procedimento foi realizado 3 vezes, de modo em que era realizado um rodízio de tarefas entre os alunos.
 Os valores obtidos do comprimento do cano para as intensidades sonoras máximas foram anotados e encontram-se na tabela abaixo:
	
	Estudante 1
	Estudante 2
	Estudante 3
	Média (cm)
	 (cm)
	18,5
	17,0
	17,5
	17,7
	 (cm)
	58,0
	57,5
	58,0
	57,8
	 (cm)
	97,5
	97,0
	97,7
	97,4
 Após anotados os dados, com o auxílio de um termômetro, foi feita a medida da temperatura ambiente da sala em que estava sendo realizada a experiência, cujo valor encontrado foi de 26,8 °C. Foram medidos também o comprimento máximo da coluna de ar no cano utilizado e o seu diâmetro interno, sendo encontrados os valores 110,5 cm e 47,7 cm, respectivamente.
5. Questionário
1) Determine a velocidade do som:
A partir de h1 médio, sem considerar a "correção de extremidade":
A partir de h1 médio, considerando a "correção de extremidade":
A partir dos valores médios de h1 e h2:
A partir dos valores médios de h2 e h3:
2) Calcule a velocidade teórica, utilizando a equação da termodinâmica:
onde T é a temperatura ambiente, em graus centesimais (A velocidade do som no ar a 0°C é 331 m/s. Para cada grau centígrado acima de 0°C, a velocidade do som aumenta 2/3 m/s.)
3) Determine a velocidade do som pela média dos três últimos valores da questão 1.
4) Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som no ar obtido experimentalmente (questão 3) e o calculado teoricamente (questão 2).
Diferença: 
Então: 
5) Quais as causas prováveis dos erros cometidos?
	Os prováveis erros cometidos foram o mal manuseio dos instrumentos durante o experimento e o barulho produzido dentro da sala, que impediu ou dificultou a audição do som produzido dentro do cano, gerando, assim, um equivoco nas medidas.
6) Será possível obterem-se novos máximos de intensidade sonora, além dos três observados, para outros comprimentos da coluna de ar dentro do cano? Raciocine ou experimente. Justifique.
	Não, pois cada pico de máxima intensidade sonora ocorre, aproximadamente, a cada 40 centímetros, ou seja, o próximo pico seria por volta de 136 centímetros, o que excederia o tamanho do cano, que é de apenas 110,5 centímetros.
7) Quais seriam os valores de h1, h2 e h3 se o diapasão tivesse frequência de 660 Hz? (Não considerar a correção de extremidade).
H1:
H2: 
H3:
6. Conclusão
 Durante a aula prática, os alunos tiveram a oportunidade de conhecer mais sobre o fenômeno de ressonância e observar o comportamento do som dentro do cano de PVC. Após todos os procedimentos realizados, observou-se que ao golpear o diapasão e, de forma simultânea, puxar o êmbolo, a onda emitida pelo choque entre o martelo e o diapasão é refletida pelo cano e torna-se audível ao ouvido humano.
 Após feito todo o procedimento proposto para esta prática e realizados os cálculos, foi possível determinar a velocidade do som no ar, fazendo com que os objetivos do experimento fossem realizados com sucesso.
7. Bibliografia
• pt.wikipedia.org/wiki/Velocidade_do_som 
- Acesso em 19/08/2014
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora 
- Acesso em 19/08/2014
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda
- Acesso em 19/08/2014
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Ressonância 
- Acesso em 19/08/2014
• Roteiro de Aulas Prática