Calculando a Velocidade do Som com os recursos do laboratório de informática

Fonte original: http://www.if.ufrgs.br

---

Velocidade do Som

---

Objetivo

Determinar a velocidade do som no ar.

---

Material necessário

• dois microfones de eletreto
• dois capacitores de um microfarad
• dois resistores de um quiloohm
• um plug P2 estereo
• quatro metros de fios com duas vias de malha
• uma fonte CC ajustável de 0 Volt a 12 Volt
• software para aquisição de dados via placa de som (Goldwave)

---

Montagem experimental

---

Instruções para a experiência

• Monte o circuito conforme o esquema abaixo tomando o cuidado de deixar um fio de no mínimo 1,5 metros ligando um microfone ao outro.
• Ligue a fonte à rede elétrica e ajuste para 9 V.
• Ligue o plugue à entrada de linha do computador.
• Separe e alinhe os microfones conforme o esquema abaixo.

Veja um vídeo da experiência (arquivo avi, 224kB)

---

Instruções para o uso do programa Goldwave

• Inicie o programa Goldwave
• Clique new
• Aparecerá a tela "New sond", escolha a função CD, o modo Stereo e OK.
• Na tela inferior "Device Control" inicie a gravação. Observe que para isso é necessário pressionar também o botão Ctrl.
• Faça uma série de ruidos repentinos. NA nossa experiência usamos a batida de um bastão metálico em uma recipiente também metálico.
• Estes pulsos aparecerão na tela do GoldWave como picos de ondas.
• Selecione na célula inferior central 'smp'
• Selecione e arraste com o botão esquerdo do mouse o início do pico de onda e com o botão direito o final.
• Amplie este intervalo clicando em Sel. É necessário repetir esta operação até que seja obtida uma boa definição do momento da chegada da onda sonora a cada autofalante.
• Leia o número de leituras (smp) efetuadas no intervalo selecionado.
• Repita este procedimento para cada um dos pacotes de onda oriundos de cada uma das batidas efetuadas.

  

---

Instruções para o uso do programa Goldwave

• Inicie o programa Goldwave
• Clique em New
• Aparecerá a tela New sond. Escolha a função CD, o modo Stereo e OK.
• Na tela inferior Device Control inicie a gravação. Observe que para isso é necessário pressionar também o botão Ctrl.
• Faça uma série de ruídos repentinos. Na nossa experiência usamos a batida de um bastão metálico em uma recipiente também metálico.
• Estes pulsos aparecerão na tela do GoldWave como picos de ondas.
• Selecione na célula inferior central smp.
• Selecione e arraste com o botão esquerdo do mouse o início do pico de onda e com o botão direito o final.
• Amplie este intervalo clicando em Sel. É necessário repetir esta operação até que seja obtida uma boa definição do momento da chegada da onda sonora a cada autofalante.
• Leia o número de leituras (smp) efetuadas no intervalo selecionado.
• Repita este procedimento para cada uma das ondas oriundas de cada uma das batidas efetuadas.

  

---

Visualização dos resultados na tela do computador

---

Resultados típicos

Temperatura ambiente: 19,4°C
Valor esperado para velocidade do som nesta temperatura:
v = 331,5 + 0,60.t
v = 343,14 m/s

Esquema de localização usado na experiência:
Para a situação descrita pelo esquema acima, temos:
d2 - d1 = 2,20 - 1,40
d2 - d1 =0,80 m

Tabela de valores obtidos experimentalmente:

medidas	smp	tempo (ms)	velocidade (m/s)
1ª medida	112	2,33	343,35
2ª medida	113	2,35	340,42
3ª medida	112	2,33	343,35
4ª medida	112	2,33	343,35
5ª medida	113	2,35	340,42
6ª medida	111	2,31	346,32
7ª medida	112	2,33	343,35

Observações:

• O tempo é obtido dividindo-se o número de leituras efetuadas no intervalo considerado (smp) pela freqüência com que as aquisições são feitas pelo programa GoldWave. Usamos a freqüência de 48 000 Hz.
• A velocidade é obtida dividindo-se d2-d1 pelo tempo.
  
  
• O cálculo da média das velocidades foi feito por:
  
  Média das velocidades obtida experimentalmente:

  v = 342,94 m/s
  
  

Referências

---

Rita M. Grala(ritagrala@hotmail.com)
&
Elisandra Oliveira(elisandra.oliveira@ig.com.br )
Agosto de 2003
CREF - Instituto de Física - UFRGS