Laboratório - Velocidade do Som em Metais

VELOCIDADE DO SOM EM METAIS
Aluno: Wellerson Alves de Assumpção Junior
Objetivo:

Determinar a velocidade de propagação de um pulso longitudinal em barras de metal.

Materiais utilizados:

Fonte de tensão contínua;
Capacitor eletrolítico;
Resistor (Valor obtido pelo código de cores);
Multímetro digital (Incerteza de 10%);
Barra metálica (Alumínio);
Régua graduada em milímetros (com incerteza de 0,5mm).

Introdução:

A propagação de ondas mecânicas através de um meio material se dá pela transmissão de vibrações das partículas constituintes do meio, produzidas pela fonte geradora da onda. Quando a vibração é paralela à direção de propagação, a onda é chamada de longitudinal. O som é um exemplo de uma onda mecânica longitudinal.
Uma onda transversal produz vibrações perpendiculares à sua direção de propagação.Além de ondas longitudinais e transversais, perturbações mecânicas em um sólido podem produzir também ondas de torção.
Existem duas propriedades do meio que determinam a velocidade de propagação de uma onda são elas:

Elasticidade: a elasticidade do meio dá origem a forças restauradoras
Inércia: que determina como o meio reage a tais forças.

Ao se propagar em um sólido a velocidade v de propagação de pulsos longitudinais é dada pela seguinte expressão:

Onde:

Y = módulo de Young (elasticidade); ƿ = é a densidade de massa (inércia) do meio.

Nesse experimento pretende-se medir a velocidade de propagação de uma onda longitudinal através da barra metálica.

Parte Experimental:

A montagem utilizada nesta experiência está mostrada esquematicamente, na Fig. 1. Ligando-se momentaneamente a chave S, o capacitor carrega-se até atingir a tensão Vn da fonte. Ao soltar-se a barra, o capacitor descarrega-se (com o aterramento) através do resistor R, durante o tempo em que a barra permanece em contato com a base metálica.

C = (79,3 + 2,5 uF)

R = (47 + 5%)

V = (5,10 + 10%)

l = (1,230 + 0,5) x 10^(-3)m