prática 8- velocidade do som

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Universidade Federal do Ceará-UFC 
Centro de Ciências 
Departamento de Física 
Disciplina de Física Experimental para Engenharia 
Semestre 2018.2 
 
 
 
PRÁTICA 08 
VELOCIDADE DO SOM 
 
 
 
 
Aluno: Fabrício Soares do Nascimento 
Curso: Engenharia Metalúrgica 
Matrícula: 418831 
Turma: 14A 
Professora: Jefferson Mendes 
Data de Realização da Prática: 04/09/2018 
Horário de Realização da Prática: 14: 00hs ás 16: 00hs 
Data de Entrega: 18/09/2018 
 
 
 
FORTALEZA-CE 2018 
1. OBJETIVOS 
- Determinação da velocidade do som no ar como uma aplicação de ressonância; 
- Determinação da frequência de um diapasão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. MATERIAL 
- Cano de PVC com êmbolo; 
- Celular com o aplicativo ”Gerador de Frequência”, que pode ser obtido em: 
https://play.google.com/storeapps/details?id=com.boedec.hoel.frequencygenerator&hl=
pt.BR; 
- Diapasão com frequência desconhecida; 
- Martelo de borracha; 
- Termômetro digital; 
- Paquímetro; 
- Trena. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. INTRODUÇÃO 
Todo corpo possui uma ou mais frequências naturais de vibração, ou seja, quando um 
corpo em estado de repouso recebe a incidência de uma certa uma frequência, que é 
igual a sua frequência natural de vibração, ele tende a começar a vibrar, ou seja, ele 
entra num estado que chamamos de ressonância com a onda recebida, vindo assim a 
reforçar o som no qual ele esta em ressonância. 
Assim podemos definir ou entender a ressonância como sendo um fenômeno, que 
acontece quando um sistema recebe excitações de frequência igual uma de suas 
frequências naturais de vibração. Assim, o sistema físico passa a vibrar com amplitudes 
cada vez maiores. 
A partir do conhecimento prévio sobre a ressonância podemos então utiliza-lo para 
medir a velocidade do som no ar, no caso dessa prática iremos fazer isso variando o 
comprimento de uma coluna de ar de um tubo de cano. 
Variando o comprimento da coluna de ar dentro do cano fazemos com que a coluna de 
ar entre em ressonância com o sistema, ou seja, as ondas que penetram no e as que são 
refletidas na superfície do êmbolo, produzem ondas estacionarias, com formação de nós. 
 
 
Figura 1- exemplo de ressonância 
(http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgZ9EAJ/velocidade-som) 
Se continuarmos variando o comprimento da coluna de ar dentro do cano, a intensidade 
do som atinge outro máximo quando o êmbolo se encontra a uma distancia H2 da boca 
do cano, ou seja, a onda estacionária apresenta um nó na distância H2 e o outro nó na 
distância H1 da boca do cano, assim temos que a distância entre os dois nós é: 
 
H2-H1=ʎ/2=V=2(H2-H1)F 
 
 Onde: 
V é a velocidade de propagação do som no ar; 
F é a frequência do diapasão; 
H2-H1 são os picos sonoros consecutivos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. PROCEDIMENTO 
4.1- Determinação da velocidade do som no ar. 
Para esse procedimento utilizamos um aplicativo chamado “Gerador de frequência”. 
Com a Gerador de Frequência ajustado em 560Hz, colocamos a alto-falante do celular 
próximo a boca do cano de PVC, com uma distância de 1cm entre a boca do cano e o 
alto-falante. 
Com a celular soando na boca do cano, movimentos o êmbolo, com o objetivo de 
aumentar a coluna de ar dentro do cano, ficando atento a intensidade sonora, pois 
quando esta atingisse um valor máximo, mediríamos o seu comprimento H1,para isso 
utilizamos uma trena, que era introduzida diretamente dentro da cavidade do cano. 
Repetimos esse procedimento até encontrar H2 e H3. 
Com o intuito de se obter valores independentes o procedimento descrito acima foi 
realizado três vezes por estudantes diferentes. 
Tabela 8.1- Medidas realizadas pelo estudante 1. 
H1 (cm) H2 (cm) H3 (cm) H4 (cm) 
13,0 43,0 73,0 100,6 
 
Tabela 8.2- Medidas realizadas pelo estudante 2. 
H1 (cm) H2 (cm) H3 (cm) H4 (cm) 
12,0 39,0 72,2 100,5 
 
Tabela 8.3- Medidas realizadas pelo estudante 3. 
H1 (cm) H2 (cm) H3 (cm) H4 (cm) 
14,0 43,0 74,0 102,6 
 
 
 
Com os valores independentes obtidos, foi calculado a média e anotado na tabela 8.5. 
Tabela 8.4- Medidas individuais e valores médios. 
ESTUDANTES ESTUDANTE 1 ESTUDANTE 2 ESTUDANTE 3 MÉDIA 
H1 (cm) 13,0 12,0 14,0 13,0 
H2 (cm) 43,0 39,0 43,0 41,6 
H3(cm) 73,0 72,2 74,0 73,06 
H4(cm) 100,6 100,5 102,2 101,1 
 
4.2- Determinação da frequência de um diapasão. 
Repetindo o procedimento 4.1 e utilizando o diapasão no lugar do celular, anotamos os 
valores encontrados na tabela 8.5. 
Tabela 8.5- Medidas individuais e valores médios para o diapasão. 
ESTUDANTES ESTUDANTE 1 ESTUDANTE 2 ESTUDANTE 3 MÉDIA 
H1 (cm) 17,0 18,0 18,3 17,7 
H2 (cm) 54,7 55,7 52,1 54,1 
H3(cm) 91,6 90,2 92,3 91,3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. QUESTIONÁRIO 
5.1- Determine a velocidade do som. 
A) A partir dos valores médios de H1 e H2: 
 V=2(H2 – H1)F 
V=2(0,416-0,130)560 
V=320,32 m/s 
B) A partir dos valores médios de H2 e H3: 
V=2(H3 – H2)F 
V=2(0,7306-0,416)560 
V=352,35 m/s 
C) A partir dos valores médios de H4 e H3: 
V=2(H4 – H3)F 
V=2(1,011-0,7306)560 
V=314,05 m/s 
 V(m/s) 
A partir dos valores médios de H1 e H2 320,32 
A partir dos valores médios de H2 e H3 352,35 
A partir dos valores médios de H3 e H4 314,05 
Valor médio 328,90 
 
 
 
 
5.2- Calcule a velocidade teórica do som no ar, utilizando a equação 
termodinâmica: 
 
 
 
 em m/s 
Onde T é a temperatura ambiente, em graus Celsius durante o experimento. (A 
velocidade do som no ar a 0ºC é 331 m/s. Para cada grau centígrado acima de 0ºC, a 
velocidade do som aumenta 2/3 m/s). 
T=22,7ºC 
 
 
 
 = 346,13 m/s 
 
 
 
5.3- Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som 
no ar obtido experimentalmente (questão 5.1) e o calculado teoricamente (questão 
5.2). 
Erro= 100% - (328,90/346,13)100=4,9% 
5.4- Quais as causas prováveis dos erros cometidos na determinação experimental 
da velocidade do som nesta prática? 
As prováveis causas podem ser a falha no momento de realizar as medidas, mau 
posicionamento do diapasão e/ou celular na hora de ouvir som, a pequenas falhas na 
localização dos máximos, causada pelo barulho na sala, entre outras causas. 
5.5- 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 prática? Justifique 
Partindo do pressuposto que a velocidade permaneça constante e igual à encontrada na 
questão 5.1, temos que: 
V=2(H5 – H4)F V=2(H6 – H5)F 
328,90=2(H5-1,011)560 328,90=2(H6-1,3046)560 
H5=130,46 cm H6=159,82 cm 
Esses máximos não poderiam ser observados com o material utilizado nesta prática, 
pois o comprimento total do cano PVC é igual a 110,10 cm e vimos que os valores 
calculados para H5 e H6 é superior ao comprimento do cano PVC. 
 
5.6- Qual a frequência do diapasão fornecido? 
Utilizando V como os valores encontrados na questão 5.1, temos que: 
 
A) V=4H1F 
320,32= (4x 0,177)F 
F=320,32/0,708= 452,42 Hz 
B) V=2(H2 – H1)F 
352,35=2(0,541-0,177)F 
F=352,35/0,728=483,99 Hz 
C) V=2(H3 – H2)F 
314,05=2(0,913-0,541)F 
F=314,05/0,744=422,11 Hz 
 
Para que o valor de F fique mais exato calculamos a média
entre os dois valores e 
obtemos: 
F=452,84 Hz 
 
 
 
5.7- Quais seriam os valores de H1, H2 e H3 se o diapasão tivesse a frequência de 
660Hz?(não considerar a correção de extremidade). 
 
V = 4H1 x F 
H1 = V / (4 x F) 
H1 = 291,20 / (4 x 660) 
H1=12,46 cm 
 
V = (H2 – H1) 2 x F 
320,32 = (H2 – 0,1103) x 1320 
H2=35,29 cm 
 
V = (H3 – H2) 2 x F 
352,35 = (H3 – 0,3529) x 1320 
H3=61,98 cm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. CONCLUSÃO 
Podemos concluir que a partir da realização desta prática foi possível determinar a 
velocidade do som no ar tanto na parte experimental, quanto na parte teórica, vindo 
assim a calcular o erro percentual entre os dois e também a calcular a frequência do 
diapasão, ou seja, podemos entender que no que se refere aos objetivos propostos nesta 
prática chegamos ao um resultado bastante satisfatório e enriquecedor, pois com a 
realização desta prática nos foi possível obter tanto conhecimento prático, quanto 
teórico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7-BIBLIOGRAFIA 
https://www.infoescola.com/fisica/velocidade-do-som/ 
https://www.todamateria.com.br/velocidade-do-som/ 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/ressonancia.php 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/tubos.php 
https://raquellima16.wordpress.com/2011/01/27/caracteristicas-do-som-frequencia-
amplitude-e-timbre/