Relatorio 6 fisica experimental 2

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Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé
	
	
	Curso: Engenharias
	Disciplina: 
Física Experimental
	Código: CCE0478
	Turma: 3087
	
	
	Professor (a): ROBSON FLORENTINO
	Data de Realização: 03/10/2014
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	Nome do Aluno (a): ANDRÉ LUIZ DOS SANTOS
Nome do Aluno (a): VILMAR CARVALHO
Nome do Aluno (a): PEDRO HENRIQUE BARBOSA ALVES
	Nº da matrícula: 201307190571
Nº da matrícula: 201301531456
Nº da matrícula: 201308027591
Ondas sonoras: Experimentos de Interferência e Ondas em Tubos
Objetivos:
Analisar como as ondas sonoras se comportam sozinhas e como elas podem causar interferência se combinadas com outras ondas semelhantes (de mesma frequência e mesma fase), causando erratas em aparelhos de medição.
Analisar como as ondas podem influenciar e afetar drasticamente objetos sólidos, mesmo estruturas que aparentemente são muito rígidas, como prédios e pontes.
Estudar o efeito da ressonância em diferentes matérias.
Introdução teórica:
Em Física definimos ondas sonoras como sendo ondas mecânicas, pois somente se propagam através de um meio material. Diferentemente das ondas eletromagnéticas as ondas sonoras não podem se propagar no vácuo.
As ondas sonoras são consideradas ondas de pressão, ou seja, ondas que se propagam a partir de variações de pressão do meio, o som ocorre com compressões e rarefações do ar alternadamente, ou seja, variações de pressão que se propagam através do meio, neste caso, o ar.
A interferência sonora é resultado da superposição de duas ou mais ondas sonoras. A incidência simultânea em um mesmo ponto de duas frentes de onda de mesma frequência e mesma fase faz com que as amplitudes destas ondas se somem, resultando em interferência construtiva. Na sobreposição de duas ondas com fases opostas, suas amplitudes se anulam, resultando em interferência destrutiva. 
Na situação de interferência construtiva, são produzidas regiões de compressão e rarefação com amplitude maior que as ondas isoladas. Na situação de interferência destrutiva, são produzidas regiões em que a pressão se mantém igual à pressão de referência, com a neutralização da amplitude das ondas geradoras, resultando em silêncio.
Quando a força externa é contínua e periódica e possui a mesma frequência da oscilação livre do sistema ocorre à oscilação forçada, e então haverá um efeito de ressonância que aumentará a amplitude da onda até que o sistema não aguente mais. Um exemplo disso é o vento atuando como a força externa e uma ponte como o sistema, se o vento conseguir criar o efeito de ressonância em uma ponte e mantiver a mesma há uma grande chance de que o vento derrube a ponte.
Aparelho utilizado:
Conjunto para acústica - Schuller-Mac II
Fabricante: Cidepe
Modelo: EQ-044
 
Roteiro do experimento:
No experimento foi utilizado o tubo de kundt, que é um tubo de vidro cilíndrico com uma das extremidades tampadas, com ar e pó de serragem no seu interior, foi posicionado duas caixas de alto-falantes nas extremidades do tubo.
Ao ligar as duas caixas de som com a mesma frequência, notamos, apenas escutando, que as duas ondas sonoras das caixas de som estavam causando interferência entre si criando um som diferente do que elas estavam realmente transmitindo. 
Com as caixas de som ligadas e mudando a frequência constantemente, percebemos que o pó de serragem começou a se mexer, indicando que aquele era o ponto de ressonância do tubo, 778 Hz, e com essa frequência alcançada, as ondas estacionárias dentro do tubo fizeram com que o pó de serragem se acumulasse apenas em certos pontos do tubo deixando um vão de 4mm entre os pontos de pó de serragem, indicando que esse é o tamanho da onda.
Dados coletados: 
Cálculo da Velocidade
4mm = 4x10-3m
V = λxf
V = 4x10-3m x 778Hz
V = 3,112 m/s
Influência da ressonância na Engenharia Civil
Reação dos edifícios à ação dos ventos
As pressões dos ventos, e as cargas produzidas por estas, não são estáticas na natureza, mas flutuam constantemente. A natureza dinâmica destas cargas pode, de facto, fazer com que estes entrem em ressonância com estruturas esbeltas e flexíveis, gerando respostas dinâmicas que podem ser muito maiores do que aquelas produzidas pelas cargas estáticas.
Para edifícios baixos e rígidos, esta resposta dinâmica é menos significativa e o projeto pode ser seguramente baseado nas equivalentes estáticas das cargas do vento. Entretanto, em edifícios altos estas respostas desempenham um papel fundamental.
Os edifícios altos em função da força aplicada pelo vento reagem com oscilações transversais e longitudinais, tal como representado na Figura.
Figura: Ação do vento, onde Fy é a reação transversal e Fx é a reação longitudinal.
Resposta longitudinal
O efeito da turbulência em termos de produção de cargas numa estrutura depende em grande escala da relação entre a dimensão dos turbilhões do vento e da dimensão estrutura.
Nas componentes de alta frequência (turbilhões de pequena dimensão) as cargas produzidas são locais. Desta forma, o seu efeito total sobre toda a estrutura é reduzido, dado que enquanto em algumas regiões há incremento de pressões noutros há redução. Assim as pressões devido às componentes de alta frequência do vento são fracas, quando correlacionadas ao longo da estrutura como um todo.
Outro elemento determinante na eficiência da ação do vento em termos de produção de cargas é a frequência própria ou natural do edifício. Em edifícios com frequência natural igual ou inferior a
1Hz, em particular aquelas fracamente amortecidas, podem apresentar uma importante resposta flutuante na direção do vento.
Um grande número de códigos internacionais utiliza o fator de rajada, para o cálculo das respostas longitudinais de edifícios altos em função da ação dos ventos. Entretanto, diferem na maneira como caracterizam as condições do escoamento e a sua influência nas reações da estrutura. Desta forma, é muito comum encontrarem-se diferenças nos resultados obtidos pelos diferentes processos para um mesmo edifício, sob as mesmas condições.
Resposta transversal
Tomando como referência a resposta longitudinal, as estruturas apresentam um comportamento bem mais complexo quando se abordam as respostas transversais. Um esforço continuado está presente no desenvolvimento dos métodos analíticos, para se calcular a resposta transversal de edifícios.
Entre os critérios de projeto, a reação transversal em edifícios altos à ação do vento, é um fator de critério a ter em consideração. Desta forma, recorre-se à determinação desta reação a partir de ensaios em modelos aero elásticos em túneis de vento.
Provavelmente, uma das razões, para o facto de métodos teóricos de cálculo da reação transversal em estruturas altas não tenha atingido os valores espectáveis, passará pela existência da sobreposição de diversos mecanismos de excitação.
Conclusão:
As ondas sonoras originam-se por meio de vibrações no meio material em que vão se propagar que, na maioria dos casos, é o ar. Pode-se tomar como exemplo um violão e suas cordas. Quando a corda é tocada, a vibração dela é transmitida para as moléculas de ar ao redor da corda, que também começam a vibrar. Dessas moléculas, a vibração é transmitida para as que estão próximas a ela, e assim sucessivamente, propagando o som e as vibrações em todas as direções. Isso classifica a onda sonora como onda esférica. 
Bibliografia:
http://www.ebah.com.br/content
http://www.brasilescola.com/fisica/ondas-sonoras