RELATÓRIO FÍSICA IV EXPERIMENTAL ONDAS MECÂNICAS E ONDAS SONORAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

    Bruno Ponciano Marques                      2018000194

    Lucas Junji Seguchi                                25461

    Lucas Fernando Lima                      2017010580

    Tiago Coli Resende                         2016000103

RELATÓRIO 3 – FIS 513 – FÍSICA IV EXPERIMENTAL

ONDAS MECÂNICAS E ONDAS SONORAS

ITAJUBÁ, MG

2019

1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

ONDAS MECÂNICAS

Ondas mecânicas são perturbações que transportam energia cinética e potencial por um meio material, como por exemplo, as ondas sísmicas, marítimas e sonoras. Ela pode ocorrer apenas num meio material, mas estas não transportam matéria, porém, conseguem transportar energia.

        A velocidade com que as ondas se propagam depende de duas propriedades do material em que é transportada: a elasticidade e a densidade. O cálculo da velocidade deve se considerar o período e seu comprimento.

        Assim, para calcular a velocidade, aplica-se a fórmula:

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Onde,

V = velocidade

 = comprimento de onda[pic 3]

 = Periodo da ondulação[pic 4]

ONDAS SONORAS

        As ondas sonoras são ondas mecânicas que possuem frequência de vibração entre 20 e 20kHz. Elas são formadas a partir de vibrações do ar que são detectadas pelo tímpano com frequência e amplitude estabelecidas.

1. OBJETIVOS

Os objetivos da primeira parte do experimento é distinguir as ondas transversais das ondas longitudinais e determinar os parâmetros envolvidos no cálculo da velocidade de propagação de movimentos ondulatórios.

        A segunda parte do experimento tem como objetivo medir os comprimentos de onda e calcular a velocidade do som no ar, e observar os efeitos das frequências do som, ressonâncias, batimentos, ecos e reverberações.

1. MATERIAIS UTILIZADOS E PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Para este experimento foram utilizados os seguintes materiais:

• Estrutura central com tubo sonoro;
• Tripé Wackerritt;
• Êmbolo com haste;
• Pá com haste;
• Gerador de sinais de áudio com dois canais;
• Dois alto-falantes de 4Ω com mesa;
• Pó de cortiça;
• Extensor com orientador coaxial e apoio/bloqueador cilíndrico;
• Duas cubas coletoras;
• Gerador de abalos Reichert;
• Subconjunto para ondas mecânicas longitudinais;
• Subconjunto para ondas mecânicas transversais;
• Estetoscópio;
• Balança digital;

• Trena.

4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

ONDAS MECÂNICAS

Ondas transversais estacionárias (Ondas na corda)

        Na primeira parte do experimento consistiu na análise de ondas na corda. Para isto foi utilizado o subconjunto para ondas mecânicas transversais, onde foi utilizado uma corda presa na extremidade com µ = 0,22 g/m.

        Ligamos o gerador de abalos e regulamos a frequência em 50 Hz, regulamos a tensão na corda para 0,5 N e observamos o comportamento na corda.

        Foram escolhidas as tensões de ressonância que faziam aparecer 2, 3, 4 e 5 ventres na corda. Para cada número de ventres medimos o comprimento de onda e foi preenchido conforme a tabela a seguir.

Tabela 1: Ventres, Tensão e Comprimento de Onda

Ondas longitudinais estacionárias (Ondas na mola)

        Fizemos a montagem de acordo com o que foi proposto no roteiro do experimento. Usamos o dinamômetro para regular a tensão na mola e medimos a deformação para diferentes tensões, com essas medidas determinamos a constante elástica da mola. A massa da mola também foi medida, obtendo o valor de 3,43 ± 0,01 g.

Tabela 2: Tensão e Deformação

        Após esta etapa com uma tensão de 2N aplicada a mola, ajustamos a frequência do gerador de abalos, de forma a observar 2, 3 ,4 e 5 ventres na mola, e medimos a distância entre dois nós consecutivos, obtendo os valores da tabela a seguir.

Tabela 3 distância entre dois nós

d (distância entre dois nós consecutivos)

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