Determinação da Velocidade do Som
Descrição da Experiência
Esta experiência permite a determinação da velocidade do som.
Aparato experimental
A montagem consiste num tubo (por vezes referenciado como “tubo de Kundt”) de PVC, com 1458 milímetros de comprimento, em que numa das pontas está fixo um altifalante que pode produzir uma onda sonora sinusoidal ou triangular ou apenas um pulso sonoro. Na extremidade oposta está um êmbolo que pode ser deslocado, alterando assim o comprimento efectivo do tubo. Ao longo do tubo, estão colocados vários microfones para adquirir a intensidade do sinal sonoro.
A tabela seguinte descreve a posição dos microfones em relação à fonte (altifalante):
| Referência | Distância à fonte (mm) |
|---|---|
| Mic 1 (referência) | 250 |
| Mic 2 (centro do tubo) | 750 |
| Mic 3 (extremidade do tubo) | 1250 |
| Mic 4 (superfície do êmbolo) | Entre 1260 e 1480 |
| Extremidade do tubo | 1450 |
O microfone de referência (Mic 1) deve ser utilizado para verificar se o som produzido é o pretendido e se não ocorre distorção pelo altifalante. Na extremidade oposta ao altifalante, embutido no êmbolo, existe um microfone (Mic 4). O êmbolo pode-se deslocar entre 1269mm e 1475mm, criando condições para existirem ondas estacionárias. A partir dos 1455 milímetros, o êmbolo está no exterior do tubo.
O som é adquirido pelos dois canais de uma placa de som, sendo o canal esquerdo (CH 1) referente sempre ao microfone de referência (Mic 1). O outro canal (CH 2) pode ser conectado a qualquer um dos restantes três microfones.
Os dados da experiência são captados pela placa de som e tratados online (normalizados).
Protocolo
Esta montagem é também usada para a experiência de estacionárias, tendo por isso dois modos de funcionamento: no modo "Velocidade do som" é adquirida a amplitude da onda ao longo do tempo.
Para determinar a \( v_{som} \), deve-se escolher um estímulo do tipo pulso e medir o intervalo de tempo que a onda demora entre o microfone 1 (referência) e um dos outros (microfone 2, 3 ou 4). A velocidade do som pode ser calculada com as distâncias presentes na tabela 1 e a fórmula:
\[ v_{som} = \frac{\Delta}{\Delta t} \]
