Velocidade do som em metais

Centro Federal de Educação Tecnológica – Campus II

Roteiro práticas de Física Experimental II
Velocidade do som em metais
INTRODUÇÃO A propagação de ondas mecânicas em um meio material dá-se pela transmissão de vibrações das partículas constituintes do meio, produzidas pela fonte geradora da onda. Quando a vibração é paralela à direção de propagação, a onda e chamada de longitudinal. O som é um exemplo de uma onda mecânica longitudinal. Diz-se que uma onda é transversal quando produz vibrações perpendiculares à direção de propagação. Além de ondas longitudinais e transversais, perturbações mecânicas em um sólido podem produzir, também ondas de torção. As propriedades do meio que determinam a velocidade de propagação de uma onda mecânica são a inércia e a elasticidade. A elasticidade do meio dá origem a forças restauradores, e a inércia determina como o meio responde a tais forças. Em um sólido, a velocidade de propagação de pulsos longitudinais é dada por

Onde é o módulo de Young, que caracteriza a elasticidade, e meio. A tabela 1 mostra valore de e .

é a densidade , que caracteriza a inércia do

Tabela 1 Módulo de Young, densidade e velocidade do som para alguns metais (Incertezas são menores que 10 %). Material Alumínio Cobre Ferro Aço Latão Y (1011N/m2) 0,70 1,25 2,06 2,00 0,90 (103kg/m3) 2,70 8,96 7,86 7,81 a 7,90 8,44 a 8,60 (km/s) 5,10 3,56 5,13 5,13 3,30

Neste experimento, pretende-se medir a velocidade de propagação do som em barras metálicas. Arremessando uma barra contra uma superfície rígida observa-se que ela é arremessada para trás permanecendo um certo tempo em contato com essa superfície. O tempo de contato depende da velocidade com que um pulso de compressão do material da barra percorre sua extensão do ponto de colisão até a outra extremidade onde é refletido voltando ao ponto de contato onde, restabelecendo seu tamanho natural, exerce uma força sobre a superfície. Sendo o comprimento da barra e o intervalo de tempo em que esta fica