Relatorio fisica

[pic 1]UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ (UEM)

                DTC / CÂMPUS UMUARAMA

CURSO: ENGENHARIA DE ALIMENTOS

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II

PROF. Me. CLEITON F. NASCIMENTO

ONDAS SONORAS NO TUBO DE KUNDT

UMUARAMA-PR / 2013

[pic 2]UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ (UEM)

DTC / CÂMPUS UMUARAMA

CURSO: ENGENHARIA DE ALIMENTOS

DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II

PROF. Me. CLEITON F. NASCIMENTO

ACADÊMICAS:                                                      RA:

ONDAS SONORAS NO TUBO DE KUNDT

Relatório apresentado a Universidade Estadual de Maringá / DTC / Campus de Umuarama no curso de Engenharia de Alimentos, o qual será utilizado como parte integrante na avaliação da disciplina Física Experimental II.

UMUARAMA-PR / 2013

I. ONDAS SONORAS E TUBO DE KUNDT

II. RESUMO

O relatório a seguir discute sobre a propagação de ondas sonoras através do tubo de Kundt. O experimento trás como objetivo o estudo das ondas estacionárias e sua atuação em tubos abertos e fechados. Para a realização deste relatório foi executados testes laboratoriais com o tubo de Kundt . Com a execução dos estudos em aulas práticas, fez com que a teoria ficasse mais estruturada, pois, conseguiu-se visualizar com o experimento. Assim, com a realização do experimento, complementa-se uma semelhança entre o comprimento da onda sonora e o número do harmônico, estabelecendo a velocidade de cada onda para cada frequência, levando em conta que, a propagação de onda no tubo aberto e fechado não serem a mesma.

III. INTRODUÇÃO E OBJETIVO DA EXPERIÊNCIA

Quando se estuda ondas em acústica, uma das formas mais interessantes entre a interação conteúdo e entendimento é a aplicação de experimentos. Nesse experimento as ondas sonoras analisadas são do tipo mecânica. Essas ondas têm como perfil perturbações que se propagam devido a continuidade de um determinado meio material, por isso onda sonora não se propaga no vácuo.

Esse tipo de onda pode ser classificado em ondas transversais, onde a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda e ondas longitudinais que são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do movimento. Em relação a propagação, classifica-se em ondas unidimensionais, que se propaga em uma única dimensão do espaço que no caso foi realizado no nosso experimento, bidimensionais, ou seja, se propaga em duas dimensões, e as ondas tridimensionais que se propagam em todas as dimensões espaciais.

As ondas estacionárias consistem na superposição de duas ondas de igual freqüência, mesma amplitude e comprimento de onda, que se propagam em sentindo oposto, permanecendo esta em equilíbrio O ventre da onda corresponde ao ponto de crista, ou seja, ao ponto que sofre interferência construtiva. E o nó da onda corresponde ao ponto que sofre interferência destrutiva.

Foi feito a experiência com o Tubo de Kundt, a fim de descobrir a velocidade do som com base em um tubo fechado e aberto em uma extremidade. O mesmo apresenta esse nome devido ao físico alemão August Adolf Eduard Eberhard Kundt. Em seus trabalhos, Kundt foi especialista em dominar o som e a luz, desenvolveu o método de investigação de ondas sonoras através do ar em tubos. Com a observação da vibração através de tubos ele pode concluir a formação dos harmônicos e a possibilidade de medi-los.

O experimento descrito tem como o objetivo avaliar a formação de ondas estacionárias, a frequência e o comprimento de onda para os tipos de tubos, abertos e fechados.

IV. MATERIAL UTILIZADO

- Gerador de sinais com amplificados;

 - Tubo de vidro translúcido;

- Base metálica com apoios e suporte para o tubo de vidro;

- Pó de cortiça;

- Trena de aço;

- Auto-falante com apoio nivelador;

-Cabo para ligação do auto-falante;

- Aparelho de nivelamento;

- Espátula para a adição da cortiça.

V. ESQUEMA EXPERIMENTAL

Fotos tiradas por celular durante o experimento, para melhor entendimento.

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Figura 1. 1- Tubo de vidro sobre seu suporte; 2- Instrumento nivelador; 3- Espátula; 4- Auto-falante.

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Figura 2. 1- Cabos; 2- Trena; 3- Gerador de sinais.

VI. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

      Para a realização do experimento montou-se um sistema, onde foi posicionado á uma curta distância um alto-falante de um tubo de vidro.

Em seguida conectou-se o alto-falante ao gerador de sinais por meio de um cabo, onde foi emitida ondas sonoras de determinadas freqüências. Foram colocadas pequenas quantidades de cortiça ao longo do tubo, para melhor visualizar os nós e os ventres que a onda formava ao longo do experimento.

      Observou-se no tubo os locais em que a agitação da cortiça fosse mínima e máxima apresentando os seus nós e ventres da onda. Para o Tubo Aberto as duas extremidades ficaram livre de modo que em cada lado se formava um ventre.

Para o Tubo Fechado apenas uma das extremidades estava aberta, de modo que na extremidade fechada sempre exista um nó, e na extremidade aberta um ventre. Com isso foi determinada a frequência dos harmônicos onde pode perceber apenas há ocorrência de harmônicos ímpares.

      Assim para ambos os tubos, calculou-se o comprimento da onda e a velocidade da propagação através da freqüência obtida para os três primeiros harmônicos.

Figura 1. Ondas estacionárias no tubo de Kundt com as duas extremidades abertas.

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Figura 2. Ondas estacionárias no tubo de Kundt com uma das extremidades fechada.

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VII. AQUISICAO E TRATAMENTO DE DADOS

Para calcular o comprimento de onda (λ), no tubo aberto utilizou-se a seguinte equação:

Λ= 2L/n       com n=1, 2 e 3.

E para calcular o mesmo no tubo fechado, utilizou-se a seguinte equação: