|
Velocidade
do som no ar
(Determinação III)
Prof.
Luiz Ferraz Netto
[email protected]
Apresentação
Uma
pequena variação no procedimento anterior (determinação
II) fornecerá outro método interessante para a obtenção da
velocidade do som no ar. O equipamento experimental é o mesmo e o
procedimento até a obtenção da condição inicial é idêntico. Recorde
que a condição inicial é aquela em que a tela exibe uma linha reta, à
45o, pertencente ao 1o e 3o quadrantes.
Para tal condição, na distância L teremos um número inteiro de
comprimentos de onda.
A
variante do processo consiste em manter fixa a
distância L (que determina a condição inicial) e variar a freqüência
f.
Se,
nessa condição inicial, a freqüência conhecida é f1,
o número de ondas completas em L é n1 e o
comprimento de onda l1,
pomos:
L
= n1.l1
= n1.V/f1
ou n1 = L.f1/V ... (1)
A
seguir, com L fixo, modifica-se lentamente a freqüência do GAF, até que
na tela, após observações sucessivas de elipses, se obtenha novamente a
reprodução da condição inicial. Se f2 é a nova freqüência
que exibe novamente a condição inicial podemos por:
L
= n2.l2
= n2.V/f2
ou n2 = L.f2/V ... (2)
Subtraindo,
membro a membro, a (1) da (2) vem:
n2
- n1 = (L/V)(f2 - f1)
............................. (3)
Como
n2 - n1 = 1, pois ocorreu apenas um ciclo para
restaurar a condição inicial, tem-se:
V
= L(f2 - f1)
O
ciclo único de restauração. é representado na ilustração abaixo:
Nota:
Tanto no processo (I) como em (II), a homogeneidade do meio (ar) será
alterada quer pela presença de um ventilador quer pela de um aquecedor elétrico.
Essas alterações no meio ambiente (uma excelente e instrutiva demonstração)
é facilmente detectada (a partir da condição inicial) devido às alterações
de fases que ocorrem nos sinais enviados ao TRC.
Colocando-se
o ventilador ora atrás do alto falante AF
(Vabs.=Vsom +
Var), ora atrás do microfone M (Vabs.=Vsom
- Var), pode-se constatar, pela tela, o efeito Doppler.
|
