Vivemos num mundo de sons, estamos sujeitos a sons que chegam aos nossos ouvidos
de todos os tipos e de todos os lados. De um lado, um canto de um pássaro, a música
suave de um piano, do outro, o ruído de máquinas trabalhando, o barulho ensurdecedor
das ruas nas grandes cidades.
Um objeto produz som quando vibra em algum meio. Esse meio pode ser sólido, como
o ferro; líquido, como a água; ou gasoso, como o ar. Ouvimos sons ao nosso redor quase
todo o tempo.
Quando um objeto vibra na atmosfera, move as partículas de ar. Estas, por sua vez,
movem outras ao redor delas, transmitindo a vibração pelo ar. Um objeto que vibra,
como uma corda de violão, o couro de um tambor, as nossas cordas vocais, ou o
diafragma de um alto-falante movimentando-se para frente e para trás, repetidamente,
gera regiões de compressão e de rarefação que se propagam no ar, é a onda sonora.
Parada Obrigatória
O SOM é o efeito produzido por ondas mecânicas longitudinais capazes
de impressionar o ouvido humano.
As ondas sonoras são ondas tridimensionais.
O som precisa de um meio material para se propagar, portanto, não se
propaga no vácuo.
Leitura complementar
Sugerimos a página de autoria de C. A. Bertulani preparada para o
projeto de Ensino de Física a Distância da Universidade Federal do Rio
de Janeiro:
http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas2/ondas2.html
As ondas, e entre elas o som, têm a propriedade de se superporem umas as outras, a este
fenômeno damos o nome de interferência. Em particular, quando uma onda sonora
incidente, interfere com a onda sonora refletida, produz (como qualquer outra onda)
uma onda estacionária.
Multimídia
Veja na animação, a formação de uma onda estacionária (Clique aqui
para visualizar) devido à propagação de duas ondas em sentido contrário.
Observação
Note nesta animação a existência de locais na corda onde ocorrem
sempre interferências destrutivas – chamados de nodos ou nós, e locais
onde a amplitude dos movimentos é máxima – chamados de ventres. Os
ventres se encontram no meio entre dois nós. Note também que a
configuração da onda resultante não parece se mover ao longo da corda e
por isto trata-se de uma onda estacionária.
Onda estacionária em tubo fechado
Consideremos um tubo aberto de um lado e fechado do outro. Quando um alto-falante
vibra próximo da extremidade aberta, o ar no interior do tubo é percorrido por uma onda
longitudinal que se reflete no extremo fechado e dá origem a uma onda estacionária
desde que sejam observadas as seguintes condições: no extremo fechado deve ser um
nó e no extremo aberto deve ser um ventre.
Na figura mostramos diversas possibilidades de vibração: em (a) temos
e em (c)
em (b)
Figura 1. Representação da amplitude de uma onda estacionária no interior de um tubo
fechado de um lado e aberto no outro. N – Nó e V – Ventre. (a) freqüência fundamental,
(b) primeiro harmônico e (c) segundo harmônico.
Onda estacionária em tubo aberto
Consideremos um tubo com as duas extremidades abertas. Quando um alto-falante vibra
próximo de uma das extremidades, o ar no interior do tubo é percorrido por uma onda
longitudinal que se reflete na extremidade oposta e dá origem a uma onda estacionária
desde que seja observada a seguinte condição: cada extremidade aberta do tubo deve ser
um ventre. Na figura mostramos diversas possibilidades de vibração: em (a) temos
em (b)
e em (c)
Figura 2. Representação da amplitude de uma onda estacionária no interior de um tubo
aberto nos dois lados. N – Nó e V – Ventre. (a) freqüência fundamental, (b) primeiro
harmônico e (c) segundo harmônico.
Olhando de perto
A distância entre dois nós consecutivos (ou entre dois ventres
consecutivos) é de meio comprimento de onda. A distância entre um nó
e um ventre consecutivo é de um quarto de comprimento de onda.
Parada obrigatória
Velocidade do som: A velocidade υ de propagação de uma onda é dada
pelo produto de sua freqüência e seu comprimento de onda , ou seja
No experimento que será realizado no laboratório, a velocidade do som
será determinada a partir dos valores da freqüência e do comprimento de
onda. A freqüência será aquela fornecida ao alto-falante pelo gerador de
áudio, e o comprimento de onda será obtido a partir das distâncias entre
os nós, ou entre os ventres ou ainda entre os nós e os ventres que serão
visualizados na distribuição do pó colocado dentro do Tubo de Kundt
(Clique aqui para abrir).
Atividade de portifólio
Agora é só fazer a prática, escrever o relatório e colocar no seu portfólio.
Uma vez feita a prática você terá até uma semana para entregar o seu
relatório, isto é, se você fez uma prática numa terça-feira, você terá até a
terça-feira seguinte para entregá-lo. Os relatórios valem nota, capriche!
Fórum
Após realizar a pratica 4, ou até mesmo antes, caso você tenha alguma
dúvida, vá ao fórum “Aula 4 – Prática 4: Velocidade do Som” e
comente as dificuldades encontrada na prática 4. Poste também neste
fórum a ocorrência de qualquer problema que por ventura tenha
acontecido durante os experimentos. A participação neste fórum não é
obrigatória, nem valerá pontos.
Tópico 01 :: Velocidade do Som