9_som-20102
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Disciplina:FÍSICA EXPERIMENTAL II807 materiais5.479 seguidores
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Expe riˆencia 8: Ondas s onoras
Parte I (apresenta¸ao obrigat´oria ao in´ıcio da aula)
1. Defina a s grandezas abaixo:
v fn
L R
D λn
ef
2. Para uma onda se propaga ndo em um m eio, escreva a rela¸ao entre frequˆencia e comprimento de onda:
3. Para uma onda se propagando em um tubo de comprim ento L, escreva a rela ¸ao entre
(a) Comprimento de onda e comprim ento do tubo
tubo ab erto tubo fechado
(b) frequˆencia e compri m ento do tubo
tubo ab erto tubo fechado
4. Fca um esb co das ondas estacion´arias de presa o que se form am no tubo para os trˆes primeiros modo s normais,
para o tub o ab erto e fechado :
tubo ab erto tubo fechado
1
5. No espa¸co abaixo , descreva de fo rma resumida o pro cedimento experimental que dever´a ser usado para determinar
a velo cidade de propaga ¸ao da no tub o ab erto e no tubo fechado, deixando claro quai s grandezas devem ser
medidas.
6. Tub o fechado: Ap´os tom ar as medidas descritas no i tem 5 vo cˆe far´a o gr´afico de λ×fe p o der´a obter a velo cidade
de propaga¸ao do som no ar, v, reali zando um a juste dos pontos exp erimentais com a fun¸ao tentativa y=a
x+b.
Compare a fun¸ao do a juste com a equa¸ao do item 2 e asso cie x,y,aeb`as grandezas correspondentes.
x y a b
7. Com o procedimento explicado no item 5, o va lor da velo cidade de propaga¸ao do som e de sua resp ectiva
incerteza p o dem ser obtidos em fun¸ao dos parˆam etros ae/ou be de suas incertezas. Escreva as expresoes q ue
os relaciona m .
v σv
8. Tub o ab erto : Vo cˆe p o de, ainda , f azer um a l i neariza¸a o atrav´es de um gr´a fico λ1×f. Neste caso, a velo cida de
de propag ao da o nda po der´a ser obtida fazendo um a juste dos dados com uma fun¸ao li near do tip o y=ax +b.
Compare a fun¸ao do a juste com a equa¸ao do item 2 e asso cie x,y,aeb`as grandezas correspondentes.
x y a b
9. Com o procedimento explicado no item 5, o va lor da velo cidade de propaga¸ao do som e de sua resp ectiva
incerteza p o dem ser obtidos em fun¸ao dos parˆam etros ae/ou be de suas incertezas. Escreva as expresoes q ue
os relaciona m .
v σv
10. Na ressonˆancia, o m´axim o da onda ao se forma exatamente na extremidade do tub o, ma s sim um p ouco f ora
dele. Empiricamente, mostra-se que existe um comprim ento efetivo lef do tubo, relacionado com o diˆam etro D
do m esmo. Quais s˜a o os comprimentos efetivos para os casos do tubo ABERTO e FECHADO
tubo ab erto tubo fechado
Lel =ef =
11. Calcule os comprimentos de onda e as frequˆencias f undam netais do s 5 pri m eiros harmˆo ni cos para um tub o de
extremi dades ABERTAS, com comprim ento a proximado L= 64 cm e diˆam etro D= 3,6 cm. Considere que a
velo cidade de propaga ¸ao do som no ar ´e de a proximadamente 343 m/s a 20C. Note que vocˆe deve usar o valor
de Lef para o alculo.
n λn(cm) fn(Hz)
1
2
3
4
5
2
Parte I I ( entrega ao final da aula)
Realize o experime nto seguin d o o p r o ced imento do item 5 - Parte I.
1. TUBO ABERTO:
Fo rne¸ca os val o res medidos do comprimento Le do diˆametro Ddo tubo e determine o Lef . Usando como gui a
as frequˆencias estimadas no i tem 1 1 - Parte I, varie a frequˆencia do sina l at´e encontrar as ressonˆancia s. Para
saber se vocˆe est´a com a frequˆencia de ressonˆancia corretamente a justada, observe atentamente a intensidade do
sinal sonoro. Perto da frequˆencia ressonˆancia, o sinal sonoro vai sofrer uma lig eira redu¸ao de intensidade e na
ressonˆancia haver´a um aum ento de i ntensidade. Anote as frequˆencias e calcule os respectivos comprimentos de
onda λpara os 5 primeiros harmˆonicos. a o esque¸ca que vo cˆe deve usar o Lef para o c´a lculo do com primento
de onda λ.
TUBO ABERTO
L(m) = D(m) = Lef (m)=
nf(Hz) σf(Hz) λ(m) σλ(m)
1
2
3
4
5
2. Use o quadri culado para fazer o gr´a fico f×λ1(incluir as barras de er ro , as escalas ut ilizadas e os
t´ıtulos dos eixos com s u as r es p ectivas unidades) . Para encontrar a melhor curva descrevendo seus dados
experimentais, realize um a juste a o li near com a f un¸ao tentativa y=ax +be apresente os resultados e suas
resp ectiva s i ncertezas no espa¸co indicado na pr´oxim a ag i na.
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