Velocidade do som

PUCRS - FACULDADE DE FÍSICA
OBS: Este relatório deverá ser entregue ao final da aula

1 – TITULO: Determinação da velocidade do som no ar e em outros gases.
2 – OBJETIVOS: Determinar a velocidade do som no ar e outros gases, a temperatura ambiente, através de um tubo de ressonância, usando um diapasão e uma coluna variável de água.
3 - FUNDAMENTOS TEÓRICOS: Ondas sonoras ao penetrarem num tubo fechado numa extremidade, se refletem. As ondas refletidas encontram-se com as ondas diretas (incidentes) formando ondas estacionárias. Observam-se nodos de deslocamento (deslocamento nulo das partículas), sendo um nodo na extremidade fechada, e antinodos de deslocamento (deslocamento máximo das partículas). Nos nodos de deslocamento as variações da pressão (acima e abaixo da média) são máximas. Nos antinodos de deslocamento a pressão permanece constante. Se o tubo tiver um comprimento tal que em sua extremidade aberta se forme um antinodo, ocorre ressonância. Nesta situação, o comprimento do tubo é igual a um número impar de quartos de comprimento de onda:

Num tubo de ressonância pode-se variar o comprimento mediante o auxílio de uma coluna de água, mantendo a frequência sempre constante através de um diapasão colocado próximo à extremidade aberta do tubo (Figura). Vimos que um antinodo deve existir próximo à extremidade aberta do tubo. Uma análise cuidadosa mostra que a posição desse antinodo é ligeiramente superior à extremidade, cerca de 0,6 do raio do tubo. Se o nível da água do tubo é abaixado (pelo abaixamento do reservatório), o primeiro modo de ressonância ocorre quando a posição do nível da água corresponder è posição do primeiro nodo. Se o nível da água for abaixado ainda mais, um segundo ponto de ressonância poderá ser localizado, correspondendo a um segundo nodo. A distancia internodal é metade do comprimento de onda (Figura).

Uma vez determinado o comprimento de onda através da experiência e conhecendo-se a frequência do diapasão,