Universidade Federal de Santa Catarina
Campus Blumenau
Física II
Experiência: Tubo Ressonante
Objetivo
O objetivo dessa experiência é medir a velocidade do som no ar utilizando um tubo ressonante.
Teoria
A velocidade de propagação de uma onda é dada por:
v =f . λ
(1)
onde f é a frequência de oscilação e  é o
comprimento de onda. Se essa onda é uma
onda sonora, então v é a velocidade do som no
ar. Se esta onda estiver se propagando dentro
de um tubo, sempre que houver o surgimento
de uma onda estacionária, diz-se que o sistema
está em ressonância.
Na figura ao lado, podemos ver um tubo
aberto, onde foram foi feito o diagrama dos 3
primeiros harmônicos. Repare que para um
tubo aberto, a onde estacionária erá sempre
um máximo em cada extremidade. Assim,
podemos obter a relação:
f =n .
v
2L
(2)
onde L é o comprimento do tubo e n é o número do harmônico (n=1,2,3,4...). Note que v é constante
e portanto, para um dado comprimento, apenas algumas frequências irão ressoar no tubo. Ou para
uma dada frequência, apenas alguns comprimentos de tubo irão ressoar.
Se o tubo tiver uma das extremidades fechada, a equação (2) é reescrita como:
f =n .
v
4L
(3)
onde n é o número do harmônico e é um número ímpar (n=1,3,5,7...). A diferença entre as equações
(2) e (3) se deve ao fato do tubo fechado ter sempre um ponto de mínimo na extremidade fechada.
Resumo da Experiência
Nesta experiência nós vamos variar f e L de forma a achar os comprimentos onde há a ressonância
no tubo. Depois vamos utilizar esses dados para determinar em qual harmônico obtivemos e qual a
velocidade do som no ar.
1
Material Utilizado
1. Open Speaker – WA-9900
2. Sine Wave Generator WA-9867
3. Economy Ressonance Tube – WA-9495
Procedimento
1. Ajuste a frequência para 140 Hz, como indicado na tabela abaixo.
2. Mude o comprimento do tubo até achar o comprimento de ressonância. Anote na tabela o
comprimento, para o tubo aberto.
3. Repita os passos 1 e 2 até completar a tabela.
4. Remova o tubo interno e coloque a tampa na extremidade interna do tubo.
5. Repita os passos de 1 a 3, anotando o comprimento para o tubo fechado.
2
Freq (Hz)
L Aberto
L Fechado
Freq (Hz)
140
250
150
260
160
270
170
280
180
290
190
300
200
310
210
320
220
330
230
340
240
350
L Aberto
L Fechado
Relatório
1. Apresente a sua tabela .
2. Faça dois gráficos de L (eixo y) contra f (eixo x), um para o tubo aberto e outro para o
tubo fechado. Escreva um texto interpretando esse resultado.
3. Faça dois gráficos linearizados de L (eixo y) contra f (eixo x), um para o tubo aberto e
outro para o tubo fechado.
4. Faça o ajuste linear no gráfico acima e determine a velocidade do som no ar.
Determine quais harmônicos você obteve.
5. Você pode obter pelo menos duas medidas para a velocidade do som. Compare seus
resultados com um valor encontrado na literatura.
3