Fisica experimental - pré relatorio

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL 2
PROFESSOR: DANIEL BRETAS

PRÉ - RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II: Velocidade do Som Em Metais
LUIZA FERREIRA MOTA

OBJETIVO:
O objetivo da prática é tentar medir a velocidade de propagação de um pulso longitudinal em barras metálicas usando um circuito RC. Para isso, pegamos uma barra de metal e a soltamos verticalmente ate atingir o solo. Ao tocar o chão será produzido um pulso que se propagara ao longo de toda barra. Sabendo o comprimento da barra, mediremos o intervalo de tempo em que a barra ficará em contato com o piso para então calcular a velocidade do pulso.

INTRODUÇÃO: Ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais que podem se propagar em sólidos, líquidos e gases. Nos líquidos e nos sólidos, onde as moléculas estão mais próximas umas das outras, a velocidade do som é bem maior do que em um gás. Nas ondas longitudinais as oscilações das partículas que compõem o meio são paralelas à direção de propagação da onda. Num sólido, a velocidade de propagação de ondas sonoras é dada por: V=Yρ (1)

onde Y é o módulo de Young do material e ρ a sua densidade.

Neste experimento será usado um circuito RC para determinar a velocidade de propagação de uma onda sonora em um metal. Considere o circuito mostrado ao lado. A barra e a base funcionam como uma chave que abre e fecha o circuito. Se o capacitor estiver inicialmente carregado (Vo), o contato da barra com a base descarregará o capacitor até atingir a tensão V(t). A diferença de potencial nos terminais do capacitor em função do tempo é dada pela expressão:

Vt=Voe-(t/τ) ou que t=RC ln( VoVt ) (2) τ = Rc é chamado de constante de tempo do circuito.

Ao soltar a barra a aproximadamente 15 cm de altura, esta atingirá a base. Neste instante, um pulso sonoro será criado e começará a se propagar até a extremidade superior da barra, onde será refletido de volta à extremidade inferior devido à terceira lei de