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- 8º AN
SOM
SOM E LUZ
ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
MANUAL DE APOIO PARA A AÇÃO DE FORMAÇÃO
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES - FQ - 8º ANO
Ação de Formação na modalidade de CURSO, acreditada com 0,5 créditos (12 horas)
Esta Ação de Formação foi desenvolvida e realizada pela Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro
(Universidade de Aveiro) no âmbito da parceria estabelecida com a ASA.
Centros de Formação e registo de acreditação:
Centro de Formação: Associação de Escolas de Aveiro e Albergaria a Velha
Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80718/15
Centro de Formação: Associação de Escolas da Póvoa de Varzim e Vila do Conde
Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80866/15
Centro de Formação: Maria Borges Medeiros
Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80749/15
Centro de Formação: Nova Ágora + Minerva
Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80759/15
Locais da realização da ação e número de professores inscritos (formandos):
Aveiro 32 formandos
Braga 50 formandos
Coimbra 30 formandos
Faro 50 formandos
Lisboa 96 formandos
Porto 96 formandos
Funchal 30 formandos
Santarém 30 formandos
Setúbal 30 formandos
Viseu 30 formandos
TOTAL 10 cidades
474 formandos
Autores e equipa de formadores:
Pedro Pombo
José Manuel Lopes
Joaquim Almeida
Dulce Ferreira
Carolina Magalhães
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
1
METAS CURRICULARES
DOMÍNIO: SOM
SUBDOMÍNIO: PRODUÇÃO E PROPAGAÇÃO DO SOM
1.
Conhecer e compreender a produção e a propagação do som.
(Objetivo Geral)
DESCRITORES
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
Indicar que uma vibração é o movimento repetitivo de um corpo, ou parte dele,
em torno de uma posição de equilíbrio.
Concluir, a partir da observação, que o som é produzido por vibrações de um
material (fonte sonora) e identificar as fontes sonoras na voz humana e em
aparelhos musicais.
Definir frequência da fonte sonora, indicar a sua unidade SI e determinar frequências nessa unidade.
Indicar que o som se propaga em sólidos, líquidos e gases com a mesma
frequência da respetiva fonte sonora, mas não se propaga no vácuo.
Explicar que a transmissão do som no ar se deve à propagação do movimento
vibratório em sucessivas camadas de ar, surgindo, alternadamente, zonas de
menor densidade do ar (zonas de rarefação, com menor pressão) e zonas de
maior densidade do ar (zonas de compressão, com maior pressão).
Explicar que, na propagação do som, as camadas de ar não se deslocam ao
longo do meio, apenas transferem energia de umas para outras.
Associar a velocidade do som num dado material com a rapidez com que ele
se propaga, interpretando o seu significado através da expressão v=d/∆t.
Interpretar tabelas de velocidade do som em diversos materiais ordenando
valores da velocidade de propagação do som nos sólidos, líquidos e gases.
Definir acústica como o estudo do som.
SUBDOMÍNIO: SOM E ONDAS
2.
Compreender fenómenos ondulatórios num meio material como a
propagação de vibrações mecânicas nesse meio, conhecer grandezas
físicas características de ondas e reconhecer o som como onda.
(Objetivo Geral)
DESCRITORES
2.1 Concluir, a partir da produção de ondas na água, numa corda ou numa mola,
que uma onda resulta da propagação de uma vibração.
2.2 Identificar, num esquema, a amplitude de vibração em ondas na água, numa
corda ou numa mola.
2.3 Indicar que uma onda é caracterizada por uma frequência igual à frequência da
fonte que origina a vibração.
2.4 Definir o período de uma onda, indicar a respetiva unidade SI e relacioná-lo com
a frequência da onda.
2.5
2.6
Relacionar períodos de ondas em gráficos que mostrem a periodicidade temporal
de uma qualquer grandeza física, assim como as frequências correspondentes.
Indicar que o som no ar é uma onda de pressão (onda sonora) e identificar, num
gráfico pressão-tempo, a amplitude (da pressão) e o período.
SUBDOMÍNIO: ATRIBUTOS DO SOM E SUA DETEÇÃO PELO SER HUMANO
3.
Conhecer os atributos do som, relacionando-os com as grandezas
físicas que caracterizam as ondas, e utilizar detetores de som.
(Objetivo Geral)
DESCRITORES
3.1 Indicar que a intensidade, a altura e o timbre de um som são atributos que
permitem distinguir sons.
3.2 Associar a maior intensidade de um som a um som mais forte.
3.3 Relacionar a intensidade de um som no ar com a amplitude da pressão num
gráfico pressão-tempo.
3.4 Associar a altura de um som à sua frequência, identificando sons altos com
sons agudos e sons baixos com sons graves.
3.5 Comparar, usando um gráfico pressão-tempo, intensidades de sons ou alturas
de sons.
3.6 Associar um som puro ao som emitido por um diapasão, caracterizado por uma
frequência bem definida.
3.7 Indicar que um microfone transforma uma onda sonora num sinal elétrico.
3.8 Comparar intensidades e alturas de sons emitidos por diapasões a partir da visualização de sinais obtidos em osciloscópios ou em programas de computador.
3.9 Determinar períodos e frequências de ondas sonoras a partir dos sinais elétricos correspondentes, com escalas temporais em segundos e milissegundos.
3.10 Concluir, a partir de uma atividade experimental, se a altura de um som produzido pela vibração de um fio ou lâmina, com uma extremidade fixa, aumenta ou
diminui com a respetiva massa e comprimento.
3.11 Concluir, a partir de uma atividade experimental, se a altura de um som produzido pela vibração de uma coluna de ar aumenta ou diminui quando se altera o
seu comprimento.
3.12 Identificar sons complexos (sons não puros) a partir de imagens em osciloscópios ou programas de computador.
3.13 Definir timbre como o atributo de um som complexo que permite distinguir sons
com as mesmas intensidade e altura mas produzidos por diferentes fontes
sonoras.
4.
Compreender como o som é detetado pelo ser humano. (Objetivo Geral)
DESCRITORES
4.1 Identificar o ouvido humano como um recetor de som, indicar as suas partes
principais e associar-lhes as respetivas funções.
4.2 Concluir que o ouvido humano só é sensível a ondas sonoras de certas frequências (sons audíveis), e que existem infrassons e ultrassons, captados por
alguns animais, localizando-os no espetro sonoro.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
3
4.3 Definir nível de intensidade sonora como a grandeza física que se mede com
um sonómetro, se expressa em decibéis e se usa para descrever a resposta
do ouvido humano.
4.4 Definir limiares de audição e de dor, indicando os respetivos níveis de
intensidade sonora, e interpretar audiogramas.
4.5 Medir níveis de intensidade sonora com um sonómetro e identificar fontes de
poluição sonora.
SUBDOMÍNIO: FENÓMENOS ACÚSTICOS
5.
Compreender alguns fenómenos acústicos e suas aplicações e
fundamentar medidas contra a poluição sonora. (Objetivo Geral)
DESCRITORES
5.1 Definir reflexão do som e esquematizar o fenómeno.
5.2 Concluir que a reflexão de som numa superfície é acompanhada por absorção
de som e relacionar a intensidade do som refletido com a do som incidente.
5.3 Associar a utilização de tecidos, esferovite ou cortiça à absorção sonora, ao
contrário das superfícies polidas que são muito refletoras.
5.4 Explicar o fenómeno do eco.
5.5 Distinguir eco de reverberação e justificar o uso de certos materiais nas paredes das salas de espetáculo.
5.6 Interpretar a ecolocalização nos animais, o funcionamento do sonar e as ecografias como aplicações da reflexão do som.
5.7 Definir a refração do som pela propagação da onda sonora em diferentes
meios, com alteração de direção, devido à mudança de velocidades de
propagação.
5.8 Concluir que o som refratado é menos intenso do que o som incidente.
5.9 Indicar que os fenómenos de reflexão, absorção e refração do som podem
ocorrer simultaneamente.
5.10 Dar exemplos e explicar medidas de prevenção da poluição sonora, designadamente o isolamento acústico.
AP
01
ATIVIDADE PRÁTICA (AP01)
“MEDINDO GRANDEZAS FÍSICAS DAS ONDAS NUM OSCILOSCÓPIO”
METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS
1.3, 2.4, 2.5, 2.6, 3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 e 3.9
INTRODUÇÃO
osciloscópio
O osciloscópio analógico, inventado em 1897 por Ferdinand Braun, é um dos instrumentos de medida mais importantes e versáteis utilizados em Física. Permite estudar
um sinal elétrico e o modo como varia com o tempo. É indispensável em qualquer tipo
de laboratório e em situações tão diversas como o diagnóstico médico, a mecânica
de automóveis, a prospeção mineral, etc.
O elemento básico de um osciloscópio é o tubo de raios catódicos, cuja superfície
interna é impregnada de uma substância fluorescente que emite luz quando bombardeada por um feixe de eletrões (raios catódicos).
O osciloscópio possui a seguinte estrutura:
O exemplo seguinte ilustra a leitura de um sinal no osciloscópio em que:
TIME/DIV = 5 ms e VOLT/DIV = 2 V:
Na escala horizontal mede-se o período:
T = nº divisões x valor de cada divisão = 8 x (5x10-3) = 0,04 s;
Na escala vertical mede-se a d.d.p. do pico:
Upico = nº divisões x valor de cada divisão = 2 x 2 = 4 V.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
5
QUESTÕES PRÉ-LABORATORIAIS
1.
Que informação nos é fornecida no eixo horizontal de um osciloscópio?
Tempo
Amplitude
2.
Frequência
Comprimento de onda
Que informação nos é fornecida no eixo vertical de um osciloscópio?
Tempo
Amplitude
3.
Período
Tensão/d.d.p.
Período
Tensão/d.d.p.
Frequência
Comprimento de onda
Classificar como verdadeira (V) ou falsa (F) as seguintes proposições:
(A) O som é uma onda mecânica longitudinal.
(B) Todos os sons são ondas harmónicas, logo periódicas.
(C) O som propaga-se com transporte de partículas e sem transferência de energia.
(D) As ondas acústicas consistem em sucessivas compressões e rarefações do
meio material em que o som se propaga.
(E) A propagação do som é favorecida em meios inelásticos.
(F) Um meio inelástico é um meio que permite a vibração das partículas que
o constituem.
4.
No ecrã do osciloscópio da figura seguinte está representado um
sinal proveniente de uma medição realizada no laboratório. A base de
tempo foi colocada em 5 ms/DIV e o amplificador vertical colocado
em 2 V/DIV.
4.1 Calcular o período e a frequência do sinal.
4.2 Calcular o valor da amplitude do sinal.
AP
01
AP
01
EXPERIMENTAR | Usar o programa Soundcard Scope
PARTE 1: USANDO GERADOR DE SINAIS
TAREFA 1.
AJUSTAR O GERADOR DE SINAIS DE MODO A EMITIR UM SINAL COM UMA
FREQUÊNCIA DE 500 Hz.
a) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de
modo a medir o seu período.
b) Calcular a frequência do sinal.
c) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador de sinais.
TAREFA 2.
AJUSTAR O GERADOR DE SINAIS DE MODO A EMITIR UM SINAL COM UMA
FREQUÊNCIA DE 1000 Hz.
a) Comparar auditivamente a altura deste sinal com o anterior.
b) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de
modo a medir o seu período.
c) Calcular a frequência do sinal.
d) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador de sinais.
e) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal.
f) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador
de sinais.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
7
PARTE 2: USANDO UM DIAPASÃO
TAREFA 1.
PERCUTIR O DIAPASÃO DE 440 Hz.
a) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de
modo a medir o seu período.
b) Calcular a frequência do sinal.
c) Observar a amplitude do mesmo sinal em dois instantes distintos.
Comparar e fundamentar, com base na observação, o som como onda
mecânica.
d) A amplitude do sinal está relacionada com (escolher a opção correta):
(A) a altura da onda;
(B) a intensidade da onda;
(C) a frequência da onda;
(D) o período da onda.
TAREFA 2.
PERCUTIR DOIS DIAPASÕES DE FREQUÊNCIAS DIFERENTES.
a) Observar o perfil do sinal no osciloscópio.
b) Comparar a altura e intensidade dos sinais emitidos pelos diapasões.
c) Identificar as frequências constituintes deste sinal usando a função frequência do osciloscópio digital.
AP
01
AP
02
ATIVIDADE PRÁTICA (AP02)
“INVESTIGANDO OS ATRIBUTOS DO SOM”
METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS
3.1, 3.2, 3.4, 3.7, 3.12 e 3.13
INTRODUÇÃO
No nosso dia a dia ouvimos, ao mesmo tempo, muitos e variados sons: pessoas
a falar, autom��������������������������������������������������������������
veis, toques de telem�������������������������������������������
óveis��������������������������������������
, pássaros a cantar,… Através da audição conseguimos distinguir sons que podem ainda ser agudos ou graves, fortes ou
fracos, ter duração maior ou menor, ou ainda ser produzidos por fontes sonoras
diferentes. Distinguimos o tom agudo da voz de uma criança do tom grave da voz
de um homem, o estrondo da passagem de um avião, do zumbido de um mosquito.
Também somos capazes de dizer se a música que ouvimos no MP3 provém de uma
guitarra ou de um saxofone.
O facto de podermos distinguir diferentes sons tem a ver com os seus atributos que
vamos explorar nas atividades seguintes.
EXPERIMENTAR
TAREFA 1 | Usar o programa Soundcard Scope
O ATRIBUTO QUE CARACTERIZA MADAME CASTAFIORI
Bianca Castafiore é uma personagem de As Aventuras de Tintin. Ela é uma cantora
de ópera, comicamente retratada, e parece não ter consciência de que a sua voz é
estridente e espantosamente aguda. Que atributo será este? Vamos descobrir!
a) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência
de 300 Hz e observar o sinal no canal 1 do osciloscópio.
b) Ajustar a escala Time/DIV e registar o número de vibrações num
determindado intervalo de tempo.
c) Calcular o número de vibrações num segundo.
d) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência
de 700 Hz e observar o sinal no canal 1 do osciloscópio.
e) Ajustar a escala Time/DIV e registar o número de vibrações num
determindado intervalo de tempo.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
9
f) Calcular o número de vibrações num segundo.
g) Comparar auditivamente os dois sinais.
h) Completar corretamente a seguinte frase:
“A altura do som relaciona-se com o número de ____________________________ que a fonte
________________________realiza por segundo. A esta grandeza física chama-se frequência (f).
Quanto ____________________ (maior/menor) é a frequência da onda sonora mais alto é o som,
mais agudo nos parece. Quanto menor é a frequência da onda sonora mais baixo é o som, mais
_______________________ (agudo/grave) nos parece. O atributo que distingue Bianca Castafiori
quando canta é a _______________________ (elevada/baixa) frequência.”
TAREFA 2 | Usar o programa Soundcard Scope
MÚSICA “AOS BERROS”?!
Ouvir música “aos berros” por muito tempo pode danificar estruturas sensíveis do
ouvido e levar à perda permanente da audição. Um estudo recente norte-americano
mostrou que, atualmente, um em cada cinco adolescentes já têm alguma perda auditiva. Que atributo será este? Vamos descobrir!
a) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência
de 500 Hz.
b) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal.
c) No gerador de sinais alterar a amplitude do sinal emitido.
d) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal.
e) Completar corretamente a seguinte frase:
“A intensidade do som está relacionada com a ___________________ das ondas sonoras. Quanto
_________________ (maior/menor) é a amplitude da onda sonora mais forte é o som. Quanto
menor é a amplitude da onda sonora mais _________________ (forte/fraco) é o som. Quando
dizemos que alguém está a ouvir «música aos berros» significa que a _________________ do som
é muito _________________ (elevada/baixa).”
AP
02
AP
02
TAREFA 3 | Usar o programa Soundcard Scope
UM MI É SEMPRE UM MI, NA GUITARRA OU NO PIANO!
Apesar de serem inúmeros os sons musicais, para representá-los bastam apenas
sete notas. Permitem viabilizar a composição de músicas, ou qualquer outro tipo
de manifestação sonora, de forma clara e compreensível. No entanto, conseguimos
distinguir a mesma nota musical produzida por uma guitarra ou piano. Que atributo
será este? Vamos descobrir!
a) Fazer um esboço do sinal observado no osciloscópio quando se toca a
mesma nota em dois instrumentos diferentes.
b) Tratando-se da mesma nota musical, como se explica a diferença entre os
dois sinais?
c) Completar corretamente a seguinte frase:
“O timbre permite reconhecer ____________________ com a mesma altura, intensidade e duração,
produzidos por fontes _________________ diferentes. O timbre, que distingue a mesma nota em
diferentes instrumentos musicais, resulta do facto dos sons produzidos serem _________________
(puros/complexos), ou seja, constituídos por ondas sonoras de diferentes frequências.”
TAREFA 4.
SIMULADOR PhET FOURIER: CRIANDO ONDAS
a) Obter um som constituido por três harmónicos.
b) Observar o sinal complexo (soma) e comparar a sua frequência com a de cada um
dos harmónicos.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
11
ATIVIDADE PRÁTICA (AP03)
“VELOCIDADE DO SOM NO AR”
METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS
1.7 e 1.8
1.
Para ler, analisar e calcular
William Derham (1657-1735) foi um dos primeiros cientistas a determinar com
alguma precisão o valor da velocidade do som no ar. Para tal colocou-se no
topo de uma igreja e observou o disparo de um canhão que se encontrava a
19 km de distância. Para fazer o cálculo mediu várias vezes o intervalo de
tempo que decorreu desde que foi disparado o canhão (observação do clarão
resultante do disparo) até que ouviu o som. Após efetuar os cálculos encontrou
um valor próximo do atual (343 m/s, a 20 ºC).
1.1 Exprimir, na unidade SI, a distância a que se encontra o canhão da igreja.
1.2 Por que motivo terá realizado várias vezes a medição do tempo entre a observação do clarão e a deteção do som? Assinalar a opção correta.
(A) Para conseguir ver o clarão mais facilmente.
(B) Para obter um valor mais preciso, fazendo a média dos tempos obtidos.
(C) Para calcular três distâncias a partir do valor de cada tempo.
(D) Porque não tinha nada que fazer, pois bastava medir uma vez.
1.3
O vento poderá influenciar na determinação desse intervalo de tempo? Porquê?
1.4 Determinar o tempo médio medido por William Derham.
1.5 Se no dia em que William Derham fez as medições a temperatura ambiente
fosse 0 ºC, o intervalo de tempo medido deveria ser inferior, superior, ou não
variava? Justificar.
AP
03
AP
03
EXPERIMENTAR
Para medir a velocidade do som no ar utilizamos:
- mangueira de 17,0 m (figura 1);
- dois microfones, ligados ao computador (figura 1);
- o programa “Audacity” (figura 2).
Figura 1
Figura 2
1.
Assinalar a(s) grandeza(s) necessárias para determinar a velocidade
do som.
(A) frequência do som emitido
(B) comprimento da mangueira
(C) tempo que demora o som a ir de uma ponta da mangueira à outra
(D) densidade do ar
(E) espessura da mangueira
2.Selecionar a opção que completa corretamente a frase:
Para se obter um valor de velocidade com maior precisão deve-se fazer…
(A) …uma medição.
(B) …3 medições e calcular a média.
(C) …100 medições e escolher uma delas.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
3.
Realizar a experiência e determinar o valor da velocidade do som.
Completar a tabela.
Dados experimentais
4.
13
Cálculo da velocidade do som
Completar os espaços em branco, de modo a obtermos afirmações
corretas:
“Se realizássemos a experiência num dia em que temperatura do ar fosse superior àquela a que
foi feita esta determinação, a velocidade do som seria ________________ (maior/igual/menor) em
relação ao valor obtido.
Se dentro da mangueira estivesse água a velocidade do som, em relação ao valor obtido, seria
________________ (maior/igual/menor).”
AP
03
AP
04
ATIVIDADE PRÁTICA (AP04)
“SIMULADOR VIRTUAL: ONDAS SONORAS”
METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS
1.1, 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 2.4, 3.1, 3.2, 3.4, 4.2, 5.1, 5.2 e 5.7
ACEDER AO ENDEREÇO ELETRÓNICO
- https://phet.colorado.edu/pt/simulation/sound e clicar em “Correr Agora!”; ou
- clicar na aplicação fornecida pelo professor: PhET Ondas sonoras.
TAREFA 1.
1.
Abrir o menu “Ouvir de uma única fonte” e selecionar a frequência de
495 Hz, movendo o cursor e mantendo a amplitude. Confirmar que
está ativado o ouvinte, tal como se mostra na figura 1.1.
1.1 Observar a simulação e classificar, em verdadeira (V) ou falsa (F), cada uma
das seguintes afirmações:
Figura 1.1.
(A) A membrana do altifalante produz um som audível porque apresenta um movimento
repetitivo, em torno de uma posição de equilíbrio, com f = 495 Hz, e existe ar.
(B) A vibração da membrana faz com que no ar existam umas zonas de maior pressão
(zonas de compressão) e zonas de menor pressão (zonas de rarefação).
(C) O som transmite-se do altifalante até ao ouvinte porque as camadas de ar deslocam-se
desde a membrana até ao ouvido, fazendo mover a membrana do tímpano.
(D) A membrana do altifalante faz 495 vibrações em cada segundo.
(E) O período (T) da onda de pressão é de cerca de 495 Hz.
1.2 Completar os espaços em branco das frases, que resumem aspetos relacionados com a altura e intensidade do som, de modo a ficarem cientificamente
corretas.
“A altura do som está associada à _____________________________________ e a intensidade à
_____________________________________.
Um som grave é um som de _______________________________ frequência e um som fraco de
___________________________________ amplitude.”
1.3Observar a seleção que consta na figura 1.2.
a) Escolher a opção que completa, correta e sequencialmente, a seguinte
frase:
Nesta situação o aluno vai ouvir um som ...
(A) audível, forte e alto.
(C) audível, forte e baixo. (B) inaudível, forte e alto.
(D) audível, fraco e baixo.
b) Confirmar a previsão usando a simulação do computador.
Figura 1.2.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
15
1.4 Selecionar a(s) opção(ões) correta(s) do(s) processo(s) que permite(m) ao ouvinte escutar um som mais forte.
(A) Aproximar-se da fonte sonora.
(B) Diminuir a frequência da fonte, mantendo amplitude e a distância do ouvinte à fonte.
(C) Diminuir a amplitude, mantendo a frequência e a distância do ouvinte à fonte.
(D) Aumentar a amplitude, mantendo a frequência e a distância do ouvinte à fonte.
1.5 Observar a direção de vibração da membrana do altifalante e a direção de
propagação da onda sonora. Selecionar a opção que classifica corretamente
a onda de pressão sonora.
(A) Onda mecânica transversal
(C) Onda eletromagnética transversal
(B) Onda mecânica longitudinal
(D) Onda eletromagnética longitudinal
TAREFA 2.
2. Abrir o menu “Medir” . Selecionar a frequência de 500 Hz e a amplitude
tal como se mostra na figura 2.1.
2.1 Calcular o período, em segundos, correspondente à onda de pressão da
figura 2.1.
Figura 2.1.
2.2 Um processo de calcular a velocidade de propagação da onda de pressão sonora é medir o intervalo de tempo (∆t) que a frente de onda demora a percorrer
uma certa distância (d). Neste menu pode-se deslocar a régua sobre as duas
linhas verticais azuis e registar estes valores.
Proceder ao conjunto de medições que permitam completar a tabela e calcular
a velocidade de propagação da onda sonora.
Ensaios
d/m
∆t/s
∆tmédio/s
/ms-1
1º
2º
3º
Nota: Um valor típico da velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s.
AP
04
2.3 A determinação da velocidade do som foi feita usando uma simulação virtual
da realidade. Um grupo de alunos apresentou a seguinte proposta para determinar a velocidade do som no ar:
1º Medir, com uma fita métrica, a distância de 60,000 m entre dois pontos;
2º Colocar dois alunos, um em cada ponto. O aluno A bate com uma mão na
outra. Quando o aluno B vê o aluno A bater as palmas, aciona o cronómetro
(inicia a contagem do tempo) e quando ouvir o som para o cronómetro;
3º Calcular a velocidade do som (dividir a distância a que se encontram os
alunos pelo tempo que demorou a ouvir o som).
Selecionar a opção que completa corretamente a frase que se segue:
Este processo não é viável porque …
(A) … a distância a que estavam colocados os alunos era pequena.
(B) … é considerável o tempo que demora a luz a chegar do aluno A ao aluno B e que
provoca um atraso na contagem do tempo.
(C) … é grande o tempo de reação, para acionar e desligar o cronómetro, quando
comparado com o tempo que o som demora a chegar.
2.4 Completar os espaços em branco das frases que resumem aspetos relacionados com a velocidade de propagação do som:
“A velocidade de propagação do som é uma grandeza física que relaciona a _________________
percorrida pela frente de onda sonora por unidade de ___________________________________.
De um modo geral, a velocidade de propagação do som no ar é _____________________ (maior
que o / igual ao / menor que o) valor da velocidade da sua propagação nos líquidos e sólidos.”
TAREFA 3.
3.
Abrir o menu “Interferência por Reflexão” . Selecionar a frequência de
500 Hz, a amplitude máxima e o modo de “Pulso”, tal como se mostra
na figura 3.1.
Pode-se alterar o ângulo e a posição da barreira, movendo os respetivos botões ou com o rato.
Figura 3.1.
SOM E LUZ | ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES | FQ - 8º ANO
17
3.1 Colocar a barreira na vertical de modo a fazer um ângulo de 90º com a direção
de propagação da onda sonora. Emitir um pulso (Emitir Pulso) e observar.
Selecionar a opção correta, indicando o que aconteceu à onda de pressão
sonora emitida pelo altifalante.
(A) Foi apenas refletida.
(B) Foi apenas absorvida.
(C) Parte foi refletida e outra parte absorvida.
(D) Parte foi refletida e outra parte refratada.
Figura 3.2.
3.2 Colocar a barreira de modo a fazer um ângulo com a direção de propagação
da onda sonora diferente de 90º (figura 3.2.). Emitir um pulso (Emitir Pulso) e
observar.
Alterar novamente a inclinação da barreira. Emitir outro pulso (Emitir Pulso)
e observar.
A partir da observação da simulação completar o espaço da frase que se
segue:
“O ângulo de incidência (formado pela direção da onda incidente e pela reta normal à superfície
no ponto de incidência) é ______________________ (maior que o /igual ao /menor que o) ângulo
de reflexão.”
3.3 Escrever o nome de todos os fenómenos que pode sofrer uma onda sonora
quando encontra um obstáculo.
TAREFA 4.
4.
Figura 4.1.
Abrir o menu “Ouvir com pressão do ar variável”. Selecionar a
frequência de 500 Hz, a amplitude, o ouvinte e ligar o áudio, tal como
mostra na figura 4.1. A campânula é feita de um material rígido e
transparente e dentro dela encontra-se um altifalante que vibra com
uma determinada frequência. O órgão de audição do ouvinte está em
bom estado de funcionamento.
4.1 Selecionar a(s) opção(ões) que é (são) condição necessária para o ouvinte
escutar o som produzido pelo altifalante.
(A) A membrana (do altifalante) vibrar com uma frequência entre 20 e 20000 Hz.
(B) Existir ar dentro e fora da campânula ou outro meio material.
(C) A onda sonora sofrer refração e ser transmitida através das paredes da campânula.
(D) A campânula ser de um material transparente e a onda sonora sofrer reflexão nas
paredes da campânula.
4.2 Ligar o áudio e ouvir o som emitido. De seguida carregar no botão “Remover
Ar da Caixa”.
Perante o ocorrido, quatro alunos tiraram conclusões diferentes. Assinalar a
conclusão correta.
Aluno A: Deixou de se ouvir o som porque a membrana deixou de vibrar.
Aluno B: Deixou de se ouvir o som porque o vazio absorve toda a onda sonora.
Aluno C: Deixou de se ouvir o som porque a pressão do ar exterior ficou superior à do ar no
interior da campânula, não o deixando sair.
Aluno D: Deixou de se ouvir o som porque deixou de existir um meio material para o som se
propagar.
4.3 No espaço, estrelas massivas (com mais de vinte vezes a massa do Sol) sofrem explosões violentas quando o seu combustível nuclear se começa a esgotar. Os astrónomos procuram estar atentos a esses fenómenos.
Selecionar a opção em que permitiria a um astrónomo ver e ouvir as explosões
de supernovas.
(A) Poderia ver e ouvir visto que as explosões são fortes e brilhantes.
(B) Poderia ver e ouvir (se estiver próximo das explosão) visto que são fortes e brilhantes.
(C) Poderia ver mas não ouvir a explosão porque o espaço interestelar é vazio.
(D) Não poderia ver nem ouvir porque o espaço interestelar é vazio.
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