Preparação da atividade prático-laboratorial A.L. 2.2

A velocidade do Som

Fundamento Teórico

Na Natureza podemos ouvir inúmeros sons, alguns deles bastante diferentes e outros bastante parecidos. Esta diversidade sonora deve-se às diferentes características que as ondas possuem.

As ondas sonoras, são ondas mecânicas, e como tal necessitam de um meio para se propagar, sendo este na maioria das vezes o ar. As diferenças que ouvimos devem-se essencialmente a características como o comprimento de onda (λ), a distância mínima entre dois pontos em fase na mesma onda; a amplitude (A), medida máxima de elongação; a frequência (f), o número de vezes que a onda se repete por intervalo de tempo. Estritamente relacionados com estes conceitos encontram-se outros como a velocidade e o periodo (T), que é o tempo que a onda demora a fica no mesmo ponto.

Desta forma com é possivel calcular uma distância através da emissão de um som.

Questão-Problema

As condições necessárias para que a medição do comprimento de um túnel, através da emissão de um som, tenham exito.

Objectivos de aprendizagem

1. Determinar a velocidade de propagação de um sinal a partir do intervalo de tempo que este leva a percorrer uma determinada distância;

2. Comparar ordens de grandeza dos valores das velocidades do som e da luz.

Material

Osciloscópio Fonte geradora de sinais Microfone Fita métrica

Procedimento

1. Ligar a fonte geradora de sinais ao altifalante e ao canal 1.2. Ligar o microfone ao canal dois.3. Seleccionar uma onda sinusoidal na fonte geradora de sinais, com o valor de

frequência entre 800 Hz e os 1200 Hz.4. Desligar a fonte geradora de sinais e ligar o osciloscópio.5. Proceda de modo a obter traços horizontais correspondentes ao canal 1 e 2.6. Fale para o microfone.7. Ligue novamente a fonte geradora de sinais.8. Ajuste os comandos de modo a visualizar duas ondas no ecrã.9. Meça o periodo da onda na escala horizontal, de modo a corresponder a uma

frequência de 1000Hz.10.Aproxime o microfone do altifalante de modo a obter duas ondas identicas.11.Afaste o microfone lentamente, de modo a observar o que sucede as ondas.12.Achar a distância d entre o microfone e o altifalante, em que as ondas se

encontrarão em oposição de fase.13.Meça a distância e o intervalo de tempo que separa a onda.14.Repita o processo 5 vezes (para obter 5 intervalos de tempo e 5

comprimentos de onda).

Registo de Medições

Ensaios d/cm ∆t/sa)b)c)d)e)

Média dos valores

Cálculos efectuados

Dererminar o valor da velocidade do som apartir das seguintes fórmulas:

v= λT⇔v= 2d

2∆ t⇔v= d

∆ t

Dererminar o erro relativo apartir da fórmula:

δ r=¿x−xv∨¿x v

¿

Discução de dados

1. A temperaturae a humidade influenciam a velocidade de propagação do som no ar. É necessário a medição das mesmas e a utilização de uma tabela onde conste os valores da velocidade de propagação para diferentes temperaturas, de modo a obter valores calculados mais exactos.

2. É necessário medir o erro relativo.

Resposta à questão

Este método poderá ter exito em locais com humidade bastante reduzida e temperaturas constantes.