Aceite para publicação em 11 de janeiro de 2018
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DomĂnio: Ondas e eletromagnetismo SubdomĂnio: Sinais e ondas
1ÂŞ Parte Resultados obtidos na atividade laboratorial
Atividade 1 Determinação do período e da frequência do som emitido por um diapasão
FrequĂŞncia de fabrico do diapasĂŁo: 435 Hz
Cálculo do período e da frequência.
Atividade 2 Som emitido ao pronunciar a vogal “e�
Vogal “e”
As cinco vogais
Atividade 3 Som de uma nota musical
Nota lรก da flauta 1
Nota lรก da flauta 2
Atividade 4 Variação da distância entre o emissor e o recetor e visualização do sinal obtido no osciloscópio
Telemรณvel prรณximo do microfone
Telemรณvel afastado do microfone
Variação da amplitude com a distância
Atividade 5 Variação da frequência do emissor e visualização do respetivo sinal
Sinal cuja frequência é de 600 Hz
Sinal cuja frequência é de 1200 Hz
Variação da frequência do emissor
Atividade 6 Sobreposição de sinais puros
As ondas produzidas por cada um dos telemĂłveis sĂŁo puras 600 Hz
1000 Hz
A sobreposição das duas ondas é um som complexo
Sobreposição de dois sinais puros
Atividade 7 Determinação do comprimento de onda
Temperatura no laboratรณrio: 19,3 ยบC
Atividade 8 Limites de audição no espetro sonoro
Limiares de audição
Professor
Limiares de audição
Aluno
Caso utilize auscultadores para realizar esta atividade, tenha o cuidado de regular a intensidade no telemĂłvel para valores pequenos, por forma a nĂŁo correr o risco de sofrer danos auditivos.
2ª Parte Proposta de resolução das questões pós-laboratoriais
1. Observe as imagens dos sinais visualizados nas atividades de 1 a 6. Classifique as respetivas ondas em sons puros ou complexos. Justifique. Os sinais visualizados nas atividades 1, 4 e 5 são puros porque correspondem a ondas harmónicas (ou sinusoidais) com uma frequência bem definida. Os sinais visualizados nas atividades 2, 3 e 6 são complexos porque são resultantes da sobreposição de duas ou mais ondas.
2. Explique a função do microfone.
O microfone permite converter o sinal sonoro num sinal elétrico, para que seja possível visualizá-lo no computador e determinar o seu período.
3. Calcule o valor da frequĂŞncia, f, da onda produzida pelo diapasĂŁo. Apresente o resultado em unidades SI.
4. Calcule o erro relativo, em percentagem, do valor experimental da frequência do diapasão. Tenha em atenção a frequência de fabrico. Comente o resultado obtido.
5. Na atividade 4, ao variar a distância, d, entre o emissor (telemóvel) e o recetor (microfone) houve variação da amplitude do sinal visualizado no osciloscópio. Qual é o esboço I, II, III ou IV, do gráfico que poderá corresponder à relação entre a amplitude do sinal, A, e a distância, d, entre o emissor e o recetor? Justifique.
O esboço do gráfico correto é o III, uma vez que a amplitude do sinal diminui à medida que a distância entre o emissor e o recetor aumenta.
6. Ao percutir o diapasão, há o aparecimento de zonas de compressão e zonas de rarefação. A figura que se segue representa um diapasão a vibrar.
6.1. Das zonas assinaladas (A, B, C e D), indique o que representam as zonas mais claras. Justifique.
As zonas mais claras correspondem a zonas de rarefação, porque aí o ar é menos denso, ou seja, a pressão do ar é menor do que a pressão normal.
6.2. Indique a relação entre a direção de vibração das camadas de ar e a direção de propagação da onda sonora. A direção de vibração das camadas de ar é igual à direção de propagação da onda sonora (onda longitudinal).
7. Considere a atividade 7. 7.1. Determine o valor da velocidade do som no ar da sala à temperatura a que este se encontrava. A distância entre duas zonas consecutivas de compressão máxima ou duas zonas consecutivas de rarefação máxima corresponde ao comprimento de onda. Então, a distância representada na figura é igual ao comprimento de onda.
7.2. Meça a temperatura ambiente da sala. Determine o erro relativo, em percentagem, do valor experimental da velocidade do som no ar.
8. Se um aluno percutisse o diapasão com uma força de menor intensidade, de que forma, de entre as indicadas a seguir, variaria a imagem registada pelo ecrã do computador? Selecione a opção correta e justifique a sua opção. (A) O período diminuía e a amplitude mantinha-se. (B) O período e a amplitude mantinham-se. (C) A amplitude diminuía e a frequência mantinha-se. (D) A amplitude diminuía e a frequência aumentava. A opção correta é a C. Se um aluno percutisse o mesmo diapasão, o período e a frequência manter-se-iam, no entanto, se a intensidade da força exercida fosse menor, a amplitude do sinal visualizado no ecrã do computador seria menor.
9. Admita que a Sofia percutia na aula outro diapasão, produzindo um som mais baixo do que o produzido pelo primeiro diapasão. Podemos afirmar que o som produzido pelo diapasão da Sofia, em relação ao som produzido pelo primeiro… Selecione a opção correta e justifique a sua opção.
(A) …é mais grave e de menor período. (B) …tem maior comprimento de onda e é mais grave. (C) …desloca-se mais rápido e tem maior comprimento de onda. (D) …tem menor período e igual comprimento de onda. A opção correta é a B.
10. Qual dos gráficos poderá corresponder a uma sequência correta do sinal visualizado no osciloscópio quando se aumenta a frequência do gerador, mantendo constante a sua amplitude?
O gráfico correto é o A.
Albino Rafael Pinto – Agrupamento de Escolas da Lixa, Felgueiras albinorafaelpinto@gmail.com
Carlos Saraiva – Agrupamento de Escolas de Trancoso carlos.saraiva1@gmail.com