Ativada pratica Física termodinâmica e Ondas nota 95

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Atividade Prática Física Termodinâmica e Ondas
Resumo. A partir de experimentos práticos, será possível ver e analisar os dados obtidos na experiência sobre a descrição matemática das ondas, e a partir dos dados observados fazer os cálculos aprendidos nas aulas. Em seguida será possível ver e descrever as ondas sonoras medidas na escala decibel e analisar a exposição que o ser humano pode se expor para as situações do dia-a-dia.
Palavras chave: Termodinâmica, Ondas, Decibel
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Introdução
Com o estudo feito sobre a descrição matemática das ondas e a escala decibel, no presente trabalho foi colocado em prática o que foi estudado. Primeiramente foi abordado o toma da descrição matemática das ondas, que foi aprendido nas aulas que para descrever matematicamente as características de uma onda periódica em termos da velocidade da onda (V), comprimento de onda (), frequência (f), período (T) e amplitude (A), mas para uma descrição mais detalhada do comportamento da onda é preciso determinar a posição e o movimento de cada partícula do meio em função do tempo durante a passagem da onda. Para isso foi utilizado a equação ou função de onda: 
𝒚(𝒙, 𝒕) = 𝑨 𝐜𝐨𝐬 (𝒌𝒙 − 𝝎𝒕).
 Em seguida foi feito o estudo da escala decibel que diz, quando uma onda está propagando-se ela transfere energia de um ponto do meio material onde ela se propaga, para outro local deste meio material, a intensidade I de uma onda sonora é determinada pela taxa temporal média com a qual a energia é transferida pela onda, por unidade de área. 
 O nível da intensidade sonora de uma onda sonora é a medida logarítmica de sua intensidade, medida em relação a Io uma intensidade arbitraria de referência definida como igual a 10־¹² W/m2, valor perto do limiar da audição humana. A escala decibel é obtida pela seguinte equação: 
Procedimento Experimental
Para o experimento da descrição matemática das ondas foi utilizado o simulador do grupo phet – interactive simulators – universidade do colorado, acessado através do link: https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-astring_pt_BR.html.
Onde foi utilizado em modo oscilador com a corda de modo infinita e sem nenhum amortecimento, e também será preciso deixar a régua do simulador a mostra. Com a régua será preciso medir o comprimento da onda λ que no caso teve o valor de 0,36m, que será anotado na medida de metros, e com a régua que está posicionada no eixo y será medido a amplitude da onda, lembrando que deve ser colocada na unidade de medidas no S.I.
Para o experimento da escala decibel foi utilizado um aplicativo para smartphones chamado SOUND METER que funciona como um decibelímetro, ou seja, um aparelho capaz de medir o número de decibéis no ambiente. O aplicativo funciona captando sins através do alto-falante do aparelho, porém, como a maioria dos microfones estão calibrados para a voz humana para frequências entre 300 Hz e 3400 Hz ou 40 - 60 dB, os valores máximos do aplicativo são limitados.
Será escolhido um local de fácil acesso com muitos ruídos, e será medido os valores no período de manhã, tarde e noite e anotado os valores em uma tabela (Tabela-1), de segunda a domingo e calculado a média dos ruídos de manhã, tarde e noite. 
Análise e Resultados
Com os dados obtidos na experiência da descrição matemática das ondas, utilizando o valor do comprimento da onda foi calculado o número da onda k, obtido pela equação k=2π/λ. O resultado obtido foi k=17,45 rad/s.
Após ter obtido o valor do comprimento da onda foi verificado o valor da frequência utilizado no experimento e calculado a frequência angular ω, dada pela equação ω=2.π.f, o valor obtido foi de 10,68 rad/m.
Com a função de onda descrita foi considerado a condição de contorno quando x=0, posição do oscilador e tempo t=0 e calculado o valor de 𝒚(𝒙, 𝒕) para esta condição.
Para x=0 t=0	
y(x,t)=0,65m cos[(17,45 rad/s)0 - (10,68 rad/m)0]
y(x,t)=0,65 . 1
y(x,t)=0,65m
 Em seguida usando as funções de pause e avançar do simulador, deixe as posições da onda nas mesmas calculadas no processo anterior, e escolhendo um dos pontos verdes localizados na corda monitore sua posição, tanto na coordenada x, como na coordenada y. foi escolhido o segundo ponto verde para a elaboração do cálculo.
y(x,t)= A cos(Kx – ωt)
y(x,t)= 0,65m cos( 17,45rad/m . 0,12rad/m – 10,68rad/s. 0s)
y(x,t)= 0,65m cos( 2,094rad/m )
y(x,t)= 0,65m . (-0,499)
y(x,t)= - 0,324m
 A partícula na posição x=0,12m e t=0 está localizada na posição -0,32m no eixo y.
 Após os processos serem feitos deve ser marcada a caixa de diálogo cronômetro, deixe oscilar por algum instante, depois, clique para pausar a onda e
com os valores da posição x da partícula escolhida e como valor do tempo t obtido no cronometro calcule
a posição y da partícula. Os valores escolhidos podem ser vistor na Fig.1.
Fig. 1: valores escolhidos
y(x,t)= 0,65m cos( 17,45rad/m . 0,12ra/m – 10,68rad/s . 7,82rad/s)
y(x,t)= 0,65m cos( 2,094rad/m – 83,51rad/s)
y(x,t)= 0,65m cos( 81,416 rad/m)
y(x,t)= 0,65m . 0,965rad/m
y(x,t) 0,62 rad/m
 Como pode ser analisado os valores mostrados na Fig. 1 e os valores calculados são próximos.
 Para a elaboração do experimento de escala decibel foi feito o download do aplicativo SOUND METER no Google Play e medido durando o período de segunda a domingo a escala de ruídos nos horários de 9:45 pela manhã, 15:50 na tarde e 21:30 na noite. Pode-se ver os resultados obtidos na Tabela 1 a seguir 
Tabela 1: Dados anotados durando a semana. 
	Horário
	Seg
	Ter
	Qua
	Qui
	Sex
	Sáb
	Dom
	Média
	Manhã 9:45
	46,2 dB
	28,6 dB
	25,2 dB
	23 dB
	49,4 dB
	17,5 dB
	14,2 dB
	29,15 dB
	Tarde 15:50
	70,2 dB
	73,1 dB
	61,8 dB
	75,2 dB
	31,3 dB
	40,8 dB
	52,3 dB
	57,8 dB
	Noite 21:30
	19 dB
	24,6 dB
	62,7 dB
	37,9 dB
	53,5 dB
	48,6 dB
	27,5 dB
	39,11 dB
 Devido a pandemia que está ocorrendo o teste foi feito no interior da minha casa, mas pode-se ver que o período com a maior média sonora foi o da tarde 15:50, isso devido ao trafego de pedestres e carros na rua nesse horário. E a menor média foi no período da manhã devido ao fato de que a cidade está mais calma pela manhã por que as pessoas estão trabalhando nesse horário.
 A principais consequências ocorridas foram a chuva, barulho dos carros e as conversas das pessoas. E as menores consequências foram os pássaros, os cachorros e o barulho do teclado.
 De acordo com a tabela com os limites de tolerância para ruído contínuo ou intermitente o valor mais próximo está no período da tarde que é o barulho dos carros máxima exposição diária permissível de 8 horas.
Conclusão
Com a elaboração do trabalho foi possível ver e entender na pratica como é o movimento de uma onda senoidal e calcular o deslocamento de uma partícula localizada na posição x para um tempo t.
A partir do experimento de escala decibel foi possível ver como é a poluição sonora ao nosso redor, suas consequências e analisar o ruido sonoro sobre a situação de cada local. Também foi mostrado os limites de tolerância de ruídos para os humanos, não foi medido a todo o tempo os ruídos, mas sempre estamos expostos a ruídos muito altos e prejudiciais a nós. Se possível é bom evitar ruídos prejudiciais.
Referências
[1] Uninter, “Rota de estudo da disciplina Física – termodinâmica e ondas”.
[2] CRUZ, Cristiano cancela “Roteiro de atividade prática”.