Relatório Física Experimental - VELOCIDADE DO SOM

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMETOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL BÁSICA 
PRÁTICA 8: VELOCIDADE DO SOM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bárbara Alves Chagas – 422217 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
06 de novembro de 2018, 08:00 – 11:00 
 Fortaleza – Ceará 
OBJETIVOS: 
• Determinar da velocidade do som no ar como uma aplicação de ressonância; 
 
MATERIAL: 
• Cano de PVC com êmbolo; 
• Diapasão de frequência conhecida; 
• Martelo de borracha; 
• Termômetro digital; 
• Paquímetro; 
• Trena. 
 
 
PROCEDIMENTO 
 1. Primeiramente, anotamos a frequência do diapasão: f = 440 Hz. 
 2. Em seguida, golpeamos o diapasão com o martelo de borracha e o colocamos vibrando 
próximo a boca do cano de PVC. 
 3. Mantivemos o diapasão vibrando na boca do cano e movimentamos o êmbolo de modo a 
aumentar o comprimento da coluna de ar no cano. Ficamos atentos a intensidade sonora e quando a 
intensidade atingiu um máximo medimos os comprimentos h1, h2 e h3. 
 4. Fizemos um rodizio nas atividades para cada estudante realizar medidas independentes. 
 
 
 
 
 5. Posteriormente, tiramos a média. 
 
 6. Seguidamente, anotamos a temperatura ambiente: tA = 23,8ºC. 
 7. Medimos o comprimento máximo que a coluna de ar pode ter no cano utilizado: hmax = 112 
cm. 
 8. Por fim, medimos, com um paquímetro, o diâmetro interno do cano: dint = 47,95 ( 0,05−
+ ) 
mm. 
 
 
Medidas realizadas pelo Estudante 1 
h1 h2 h3 
18,5 cm 56,0 cm 95,2 cm 
Medidas realizadas pelo Estudante 2 
h1 h2 h3 
18,4 cm 55,2 cm 95,2 cm 
Medidas realizadas pelo Estudante 3 
h1 h2 h3 
18,0 cm 55,7 cm 94,5 cm 
Medidas realizadas pelo Estudante 4 
h1 h2 h3 
18,2 cm 55,5 cm 94,9 cm 
 Estudante 1 Estudante 2 Estudante 3 Estudante 4 Média 
h1 18,5 cm 18,4 cm 18,0 cm 18,2 cm 18,3 cm 
h2 56,0 cm 55,2 cm 55,7 cm 55,5 cm 55,6 cm 
h3 95,2 cm 95,2 cm 94,5 cm 94,9 cm 95,0 cm 
QUESTIONÁRIO 
1. Determine a velocidade do som: 
 V (m/s) 
A A partir de h1 (médio) sem considerar a “correção de extremidade” 322,0 m/s 
B A partir de h1 (médio) considerando a “correção de extremidade” 347,4 m/s 
C A partir dos valores médios de h1 e h2 328,2 m/s 
D A partir dos valores médios de h2 e h3 346,7 m/s 
 
A) V = 4h1f → V = 4 ∙ 0,183 ∙ 440 → V = 322 m/s 
B) V = 4(h1 + 0,6R)f → V = 4(0,183 + 0,6 ∙ 0,02398)440 → V = 347,4 m/s 
C) V = 2(h2 − h1)f → V = 2(0,556 − 0,183)440 → V = 328,2 m/s 
D) V = 2(h3 − h2)f → V = 2(0,950 − 0,556)440 → V = 346,7 m/s 
 
2. Determine a velocidade do som pela média dos três últimos valores da questão 1. 
V =
347,4 + 328,2 + 346,7
3
= 340,8 m/s 
 
3. Calcule a velocidade teórica, utilizando a equação termodinâmica: 
V = 331 +
2
3
T em m/s 
onde T é a temperatura ambiente, em graus Celsius durante o experimento. (A velocidade 
do som no ar a 0 ºC é 331 m/s. Para cada grau centígrado acima de 0 ºC, a velocidade do 
som aumenta 2/3 m/s). 
V = 331 +
2
3
23,8 → V = 346,9 m/s 
 
4. Calcule o erro percentual entre o valor da velocidade de propagação do som no ar 
obtido experimentalmente (questão 2) e o calculado teoricamente (questão 3). 
E% = 
VT − VE
VT
x 100 → E% =
346,9 − 340,8
346,9
x 100 = 1,6% 
 
5. Quais as causas prováveis dos erros cometidos na determinação experimental da 
velocidade do som nesta prática? 
 Os possíveis erros podem ser acarretados em decorrência de falhas na leitura e 
verificação das medidas, posicionamento errado do diapasão, ou mesmo pela dificuldade 
de identificar a variação de intensidade do som devido ao barulho das outras equipes. 
Outra possível causa seria a variação da temperatura dentro do tubo, posto que a variação 
de um grau centrígrado aumenta dois terços na velocidade do som. 
 
6. Nesta prática foram observadas experimentalmente três posições de máximos de 
intensidade sonora. Calcule as posições das paradas para o quarto e o quinto máximo de 
intensidade sonora. Esses máximos poderiam ser observados com o material utilizado 
nesta experiência? Justifique. 
V = 2(h4 − h3)f 
340,8 = 2(h4 − 0,95)440 
340,8 = 880(h4 − 0,95) 
340,8 = 880h4 − 836 
− 880h4 = − 1176,8 
h4 = 1,34 mm ou 134 cm 
 
V = 2(h5 − h4)f 
340,8 = = 2(h4 − 1,34)440 
340,8 = 880(h4 −1,34) 
340,8 = 880h4 − 1179,2 
− 880h4 = − 1520 
h4 = 1,73 mm ou 173 cm 
 Não. Pois o comprimento máximo que a coluna de ar pode ter no cano utilizado 
era de 112 cm. 
 
7. Quais seriam os valores de h1, h2 e h3 se o diapasão tivesse a frequência de 660 Hz? 
V = 4h1f 
346,9 = 4h1660 
346,9 = 2640h1 
h1 = 0,131 m ou 13,1 cm 
 
V = 2(h2 − h1)f 
346,9 = 2(h2 − 0,131)660 
346,9 = 1320 (h2 − 0,131) 
346,9 = 1320h2 – 172,92 
– 1320h2 = – 519,82 
h2 = 0,394 m ou 39,4 cm 
 
V = 2(h3 − h2)f 
346,9 = 2(h3 − 0,394)660 
346,9 = 1320 (h3 − 0,394) 
346,9 = 1320h3 − 520,08 
– 1320h3 = – 866,98 
h3 = 0,657 m ou 65,7cm 
 
CONCLUSÃO 
 Nesta prática, entendemos o processo físico conhecido como ressonância, 
estudando uma de suas aplicações. Utilizando um cano de PVC, no qual podíamos 
modificar a coluna de ar movendo um êmbolo localizado em seu interior, conseguimos 
calcular e estimar valores para a velocidade do som no ar, obtendo um pequeno erro 
percentual. Comparando o percentual de erro, concluímos que devem-se a falhas na 
leitura e verificação das medidas, posicionamento errado do diapasão, ou mesmo pela 
dificuldade de identificar a variação de intensidade do som devido ao barulho das outras 
equipes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
[ 1 ] DIAS, N. L. Roteiro de Física Experimental Básica. Fortaleza-CE: UFC, 2018. 
 
[ 2 ] WIKIPÉDIA. Velocidade do som. Disponível em: < https://pt.wikipedia.org/wiki 
/Velocidade_do_som >. Acesso em: 08/11/2018.