Velocidade do som

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Escola Básica e Secundária de Velas

Daniela Alves, nº25, 11ºA
Relatório Cientifico para a disciplina de Física e Química A

Velas, 17 de Janeiro de 2012
Ano Lectivo 2011/2012
Índice

Questão problema……………………………………….…………………………….2
Objetivo…….…………………………………………………………………………3
Fundamentação Teórica……………………………………………………………….4
Material……………………………………………….……………………………….6
ProcedimentoExperimental…………………………….……………………...……..7
Aspetos a ter em conta quanto à segurança…………………………………………...8
Registo de observações………………………………………………………………..9
Análise de resultados……………………………………………………………...…10
Conclusão/Crítica……………………………………………………………………11
Bibliografia…………………………………………………………………………..12

Questão-Problema

Dois amigos querem conhecer o comprimento de onda de um som. Um delessugere que se emita um som intenso e que se procurem, com um microfone, as zonas que correspondem aos picos de pressão, uma vez que a distância entre dois picos consecutivos corresponde ao comprimento de onda. O outro amigo propõe que utilizem um osciloscópio e uma fonte com frequência conhecida para calcularem também a velocidade de propagação do som.

Objectivo
A actividade laboratorialtinha como objectivo determinar o valor da velocidade do som no ar.

Fundamentação Teórica

Na nossa vida, é fácil detectar fontes sonoras, e em todas elas ocorrem vibrações de meios materiais elásticos, que se propagam por ondas sonoras. Os sinais sonoros também podem originar ondas periódicas que se propagam no tempo e no espaço, em particular as ondas harmónicas, que desempenham papéisimportantes na propagação de sinais áudio.
Os nossos ouvidos e os microfones recebem os sinais sonoros (Sinal que resulta da vibração de um meio mecânico ou de uma perturbação mecânica que se propaga nos fluidos, através de ondas longitudinais). Se esses sinais forem produzidos por osciladores harmónicos, as suas frequências não são alteradas durante a propagação; isto é, propagam-se desde as fontessonoras até aos receptores (como por exemplo um microfone) com as mesmas frequências. As vibrações captadas pelo microfone podem visualizar-se num computador ou num osciloscópio. No ecrã deste observa-se a representação gráfica de uma função sinusoidal, sendo que assim se pode concluir que o sinal sonoro produzido tem um carácter sinusoidal, sendo transportado no ar por ondas sonoras que também sãoondas harmónicas.
A pressão sonora é a diferença entre a pressão do ar no instante considerado e a pressão do ar. É esta pressão sonora máxima que determina a amplitude do sinal sinusoidal que se propaga num meio material elástico. A sua intensidade depende da energia que a fonte sonora transmite às vibrações. A propagação dos sinais sonoros, através de ondas longitudinais manifesta-se em meiossólidos, líquidos e gasosos.
As ondas sonoras não se propagam no vazio. Este facto foi comprovado, pela primeira vez, por Robert Boyle no XVII. A velocidade de propagação das ondas sonoras é independente da fonte sonora, depende exclusivamente do meio material elástico que vibra.
Nos meios sólidos, a velocidade de propagação das ondas sonoras é maior do que nos líquidos, que por sua vez, émaior que nos gases. Nos fluidos, a velocidade de propagação das ondas sonoras é muito influenciada pelas sua temperatura, por exemplo, um aumento da temperatura do fluido diminui o valor da sua massa volúmica, ou seja, diminui a inércia do sistema. Este facto facilita a propagação das ondas sonoras, cuja velocidade aumenta. A velocidade de propagação das ondas sonoras no ar é independente da saifrequência, depende das condições atmosféricas.
Valores de Propagação do Som em Diferentes Meios |
Meio material | Velocidade de propagação do som / (m/s) |
dióxido de carbono | 260 |
ar (a 0 ºC) | 330 |
ar (a 20 ºC) |  340 |
ar (a 30 ºC) | 350 |
álcool etílico | 1180 |
água (a 20 ºC) | 1480 |
ferro | 3570 |
cobre | 3650 |
betão | 50000 |
Tabela 1 – Valores de Propagação do...
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