Laboratório de Física II
Aula 04: Velocidade do Som
Tópico 01: Velocidade do Som
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:
Ondas Sonoras 1
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 estacionária2 devido à propagação de duas
ondas em sentido contrário.
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http://www.if.ufrj.br/teaching/fis2/ondas2/ondas2.html
http://www.if.ufrgs.br/~arenzon/java/optics/wave4.html
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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
em (b)
e em
(c)
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)
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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 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
Kundt3.
Atividade de Portfólio
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!
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http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_T02.asp
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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.
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