Relatório 8:Velocidade do Som

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Tecnologia
Curso de Engenharia Metalúrgica
Relatório de Física Experimental 
Prática 08: Velocidade do Som
Aluno: Thales Tavares da silva Cavalcante Matrícula: 414213
Professor: Jefferson Mendes Turma: 15A
Disciplina: Física Experimental Para Engenharia Data:11/09/2018
Fortaleza – Ceará
2018
Introdução:
 As ondas são fenômenos extremamente comuns na natureza, sejam elas mecânicas, eletromagnéticas ou sonoras, mas, mesmo sendo diferentes entre si na maneira como a percebemos, todas elas se comportam de maneira semelhante. Seja uma onda de luz, sonora ou mesmo um pêndulo ou balanço, todos esses fenômenos são capazes de produzir um mesmo efeito conhecido por ressonância. 
 A ressonância o é um fenômeno em que uma força externa faz com que um sistema oscilatório passe a oscilar com maior amplitude em frequências especificas, um bom exemplo disso e o balanço, quando movemos nosso corpo para frente e para trás nas distancias máximas em que ele pode se mover, estamos criando o fenômeno da ressonância. Pois uma força externa está sendo executada no momento em que a aceleração é máxima, fazendo com que a amplitude do balanço aumente. Fonte: https://pt.wikipedia.org/wiki/Resson%C3%A2ncia
Figura 1: Exemplos de sistemas oscilatórios que estão em ressonância, pois sua velocidade de oscilação (amplitude) está aumentando.
 Ela também pode ocorrer da forma contraria, ou seja, o sistema oscilatório provocará uma força no objeto. Um bom exemplo disso é uma taça de vinho, que, se exposta a uma frequência sonora semelhante à sua, começará a vibrar de acordo com as notas sonoras, o que fará com que ela se quebre depois de um transcorrido um determinado período. 
 Ou então pode ser a simples interação de duas ondas, onde uma pode ampliar a outra, o que chamamos de interferência construtiva, ou pode acabar anulando ou diminuindo a amplitude da outra, chamado de interferência destrutiva.
 Esse fenômeno é mais facilmente observado em ondas sonoras, quando um determinado som com certa frequência e comprimento de onda viaja dentro de um tubo, em algum momento as ondas sonoras dessa onda colidirão com o teto do tubo e depois com a parede, se o momento que que ela colidi com a parede do tubo coincidir com um no da onda, então o som será ampliado e terá seu volume ampliado. Fonte:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172014000100009
Figura 1 : Um oscilador com frequência de ressonância igual a sendo interceptado por uma onda eletromagnética de frequência ω
 Para encontrar o comprimento de determinada onda sonora é necessário encontrar primeiro os pontos de ressonância, que ocorrem quando o som é amplificado em um tubo, utilizando os dados da equação abaixo:
 Já para encontrar a velocidade som no ambiente, é necessária a frequência, em Hz, do som em questão. Utilizando-se da formula abaixo:
 Um ponto importante a ser ressaltado sobre o fenômeno de ressonância das ondas sonoras em um cano é a correção de extremidade, ela ocorre pois o h1 de qualquer onda sonora será ao invés de como nos demais h. Além disso, o h real é obtido multiplicando-se o 0,6 pelo raio do cano e adicionando-se esse valor ao h medido.
Procedimentos:
 Após uma explicação teórica sobre o fenômeno da ressonância, foi pedido para que encontrássemos os pontos de ressonância do som produzido por um celular em uma frequência de 560Hz, isso foi feito aproximando o auto falante na entrada do cano de PVC, a medida que puxavamos o embolo do cano o som ficava mais alto e mais baixo, os sons mais altos ocorriam quando as ondas sonoras se encontravam em ressonância, fazendo com que 
Tabela 1: Medida realizadas pelo estudante 1 
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	14.21
	44.81 
	75.61
	99.61
Tabela 2: Medidas realizadas pelo estudante 2 
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	14.21
	44.70
	76.76
	106.7
Tabela 3: Medidas realizadas pelo estudante 3 
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	 (cm)
	14.91
	44.31
	72.76
	105.4
 Após essas medidas, foi pedido para que fizéssemos a media de todas elas e comparássemos com os valores individuais, veja abaixo os resultados: 
Tabela 4: Médias individuais e valores médios 
	
	Estudante 1
	Estudante 2
	Estudante 3 
	Média (cm)
	
	14.21
	14.21
	14.91
	14.44
	
	44.81 
	44.70
	44.31 
	44.60
	
	75.61
	76.76
	72.76
	75.04
	
	99.61
	106.7
	105.4
	103.9
 Para as tarefas seguintes, foi pedido que medíssemos a temperatura ambiente do ar no laboratório, o comprimento máximo que a coluna de ar dentro do cano poderia alcançar e o seu diâmetro, veja ela abaixo os dados obtidos:
Temperatura ambiente: 23,0° 
Comprimento máximo do cano: 110,1cm
Diâmetro do cano: 4,70cm 
 A tarefa seguinte foi determinar a frequência de um diapasão, veja os dados abaixo: 
Tabela 5: Medidas individuais e valores médios para o diapasão 
	
	Estudante 1
	Estudante 2 
	Estudante 3
	Média (cm)
	
	20.61
	19.01
	19.61
	18.34
	
	58.31
	58.61
	58.21
	56,97
	
	102.9
	105.9
	102,0
	103.41
Questionário 
1-Determine a velocidade do som:
	
	V (m/s)
	A partir dos valores médios de e 
	337.8
	A partir dos valores médios de e 
	340.9
	A partir dos valores médios de e 
	323.2
	Valor médio
	334.0
2-Calcule a velocidade teórica do som no ar, utilizando a equação termodinâmica:
	
3-Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som no ar obtido experimentalmente e o calculado experimentalmente. 
	V(m/s) %
 
 
 Ou seja, o erro percentual obtido será de apenas, 5,5%.
4-Quais as causas prováveis dos erros cometidos na determinação experimental da velocidade do som nesta prática? 
 Um dos principais motivos para esse erro é a baixa precisão no momento de perceber as variações de altura do som, além disso, durante o experimento, há momentos em que o som do experimento dos outros alunos interfere e se torna alto demais, dessa forma não é possível distinguir corretamente o ponto de ressonância. 
5-Nesta prática foram observadas experimentalmente quatro posições de máximos de intensidade sonora. Calcule as posições esperadas para o quinto e o sexto máximo de intensidade sonora. Esses máximos poderiam ser observados com o material utilizado nesta experiência? Justifique. 
	
	
6-Qual a frequência do diapasão fornecido? 
	
7-Quais seriam os valores de ,, se o diapasão tivesse a frequência de 660 Hz? 
	
Conclusão: 
 Ao fim deste relatório, podemos dizer que concluímos todos os nossos objetivos, pois conseguimos descobrir o comprimento de onda da frequência de 560Hz gerado pelo celular, bem como descobrir a velocidade do som no ambiente com base em duas formas de cálculo. Além disso, aprendemos um pouco mais sobre as ondas sonoras e como elas se comportam em certos ambientes. 
 O conhecimento adquirido nessa pratica será de grande utilidade para facilitar o entendimento desse assunto em um futuro próximo, ou mesmo para elaboração de um experimento sobre esse assunto. 
Referencias:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172014000100009 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Resson%C3%A2ncia 
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