ESCOLA SECUNDRIA D

ESCOLA SECUNDRIA INFANTA D. MARIA

Fsica e Qumica A 11Ano

A.L. 2.2 Velocidade do som e da luz Questo-Problema:

Dois amigos divertem-se a imaginar modos de medir o comprimento de um tnel. Um deles sugere que se emita simultaneamente um som intenso e um sinal laser numa extremidade do tnel. Segundo ele, a diferena entre os instantes de chegada dos dois sinais outra extremidade permitiria determinar o comprimento desejado.

Fundamento terico da experincia

Durante muito tempo, pensou-se que a propagao da luz era instantnea.

Isaac Newton, a partir de dados recolhidos por astrnomos, concluiu que a luz demorava entre 7 e 8 minutos a percorrer distncia entre o Sol e a Terra. Era pois necessrio, considerar que a luz se propagava com uma certa velocidade.

Foi s em 1862 que o fsico francs Lon Foucault calculou, com preciso o valor da velocidade da luz: 298 000 km s(1.

Em 1983, estabelece-se que a velocidade da luz no vcuo : 299 792 km s(1, porm, aceita-se que a velocidade da luz no ar , aproximadamente 300 000 km s(1.

A velocidade da radiao electromagntica, incluindo a luz visvel, depende do meio em que se propaga.

Tambm a velocidade do som varia conforme o meio material no qual se propaga, dependendo at de alguns parmetros caractersticos desse meio como, a humidade e a temperatura.

Nesta actividade, pretende-se a partir de dados experimentais, determinar a velocidade do som no ar e compar-la com a da radiao electromagntica.

No que refere determinao da velocidade do som no ar temperatura ambiente, produzir-se- um sinal sonoro que percorre um determinado comprimento, l, durante um certo intervalo de tempo t .

Questes pr laboratoriais1. Qual o fundamento do mtodo proposto?

2. As ondas sonoras necessitam de um meio material para se propagarem. Como se classificam este tipo de ondas?

3. A luz propaga-se tanto no vazio como num meio material. Como classifica o tipo de ondas das quais luz visvel faz parte?

4. A velocidade do som e da luz dependero do meio de propagao?

Trabalho laboratorial

Material e equipamento necessrios

2 microfones

Tubo de PVC

Diapaso

CBL

Calculadora grfica

Procedimento:

1 - Calibrar os microfones

APPS

Datamate Setup Zero AlI Channels ( com a sala em silncio) Enter2 - Set up ( com o cursor levar opo) Mode 2: Time graph Change time Settings Enter

time: 1x 10-4n amostras: 60

tempo total: 0,06s

3- 3: Advanced 3: Change triggering

aparece:

1: CH 1

2: CH2

3: manual

4: nenhum

No nosso caso escolher 2: CH2 porque onde se encontra o microfone que vai transmitir o som produzido.

1: Increasing (escrever 0,10) Prestore (escrever O) 1:0K 1:0K 1:0K Aparece o menu principal 2: Start A partir deste instante os microfones esto prontos para receber o sinal sonoro, que dever produzir com o diapaso. O canal 2 recebe o sinal entrada do tubo e o canal 1 sada.

Surge um grfico que mostra 2 ondas. Se utilizar um diapaso sero duas ondas sinusoidais.

Visualize cada uma das ondas separadamente.

Compare o instante correspondente a uma crista do sinal entrada do tubo, com o instante da crista equivalente ao sinal sada do tubo.

Compare as duas ondas de forma a obter, a partir do grfico, a diferena entre esses instantes. Desta forma obtm o intervalo de tempo de propagao do som no tubo.

Enter 3: Graph Enter escolher CH2

com o "trace" fazer a leitura do tempo de uma crista ou vale.

Enter escolher CH1 e ler com o "trace" o tempo da crista ou vale correspondente ao lido no anterior.

A diferena destes tempos mede o atraso da onda e corresponde ao tempo que o som demorou a percorrer o tubo.

Como , pode calcular-se a velocidade do som.

( Para repetir Enter 1 main screen 2 Start )

Efectue trs conjuntos de medidas diferentes e preencha a seguinte tabela:

Comprimento do tubo l /m

Tempo de propagao t /sVelocidade do som

/ m s(1Desvio padro

Mdia da velocidade

Incerteza

Apresente o resultado para a velocidade do som obtida:

Questes ps laboratoriais

1. Compare o valor obtido experimentalmente para a velocidade do som no ar, com o valor tabelado e calcule o erro percentual.

2. Relacione as ordens de grandeza entre o valor obtido para a velocidade do som e o valor tabelado para a velocidade da luz.

3. Ser vivel medir o comprimento do tnel emitindo simultaneamente um som intenso e um sinal laser numa das suas extremidades? Em que condies poder esse mtodo ter xito?

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