Medindo a Velocidade do Som
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Medindo a Velocidade do Som com o Microfone do PC. Carlos E. Aguiar (a) Marco A. B. Freitas (a) Francisco Laudares (b) (a) Instituto de Física - UFRJ (b) Coppe - UFRJ. Resumo: A velocidade do som Métodos de medida Medida com o microfone do PC A entrada Line-In Resultados

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Medindo a Velocidade do Som com o Microfone do PC

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Presentation Transcript


Medindo a velocidade do som com o microfone do pc

Medindo a Velocidade do Som

com o Microfone do PC

Carlos E. Aguiar (a)

Marco A. B. Freitas (a)

Francisco Laudares (b)

(a) Instituto de Física - UFRJ

(b) Coppe - UFRJ


Medindo a velocidade do som com o microfone do pc

  • Resumo:

  • A velocidade do som

  • Métodos de medida

  • Medida com o microfone do PC

  • A entrada Line-In

  • Resultados

  • Comentários


A velocidade do som no ar

A 0 oC, no ar seco

À temperatura absoluta T

A velocidade do som no ar

  • Aristóteles foi um dos poucos “antigos” a tratar da velocidade do som, afirmando (erroneamente) que os sons agudos propagam-se mais rápido que os graves.

  • Primeiras medidas: Pierre Gassendi em 1635, observando o disparo de um canhão e medindo o tempo entre a chegada do clarão e do som.

  • Newton e Laplace:


M todos de medida da velocidade do som

Métodos de medida da velocidade do som

Dois tipos de medida em laboratórios didáticos:

Observação de ressonâncias.

Vantagem: fácil de realizar.

Desvantagem: conceitos pouco familiares aos alunos do ensino médio – ressonâncias, condições de contorno, ondas estacionárias, etc...

Medida do tempo que o som leva para percorrer uma distância.

Vantagem: fácil de entender; c = distância / tempo

Desvantagem: mais difícil de montar, pois temos que medir frações de milisegundo, ou usar distâncias muito grandes.


Medidas por resson ncia

Medidas por ressonância

f  dado pelo diapasão

 = 4 L medido

c =  f

M.A. Cavalcante e C.R.C. Tavolaro, Física na Escola 4, 29 (maio/2003)


Medidas por resson ncia1

Medidas por ressonância

L

Analisador de espectro

 = 2L/n

c =  f

CREF/UFRGS, http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/som/lab/somtubo.html


Medida direta da velocidade do som

Medida direta da velocidade do som

c = distância / tempo

Para um método alternativo ver: V.B. Barbeta e C.R. Marzzulli, Rev. Bras. Ens. Fís. 22, 447 (2000)


A velocidade do som com o microfone do pc

A velocidade do som com o microfone do PC


A velocidade do som com o microfone do pc1

A velocidade do som com o microfone do PC

  • Os dois microfones são conectados em estéreo à entrada LINE-IN da placa de som.

  • O som da explosão é registrado com o programa de gravação que acompanha o Windows.

  • A análise dos sinais e a determinação do tempo entre eles é realizada com um editor de arquivos de som (GoldWave).


A entrada mic

A entrada MIC

  • O microfone do PC é do tipo eletreto, ligado a um pino P2, e conectado à entrada MIC.

  • Uma tensão de 5V é aplicada ao microfone.

  • O sinal é filtrado e amplificado.

  • A entrada MIC não aceita sinais em estéreo.


A entrada line in

A entrada LINE-IN

  • A entrada LINE-IN é usada para conectar o PC à saída de linha de equipamentos de áudio, e não é própria para o microfone do PC.

  • Aceita sinais em estéreo.

  • Não fornece a tensão de 5V para o microfone.

  • Recebe sinais entre 0,2 a 2V; o microfone fornece 10 a 100mV


Medindo a velocidade do som com o microfone do pc

canal esquerdo

esquerdo

direito

Line-In

Circuito adaptador microfone/line-in


Medindo a velocidade do som com o microfone do pc

Circuito adaptador microfone/line-in

(uma versão ainda mais simples)

Rita M. Grala e Elisandra Oliveira

CREF - Instituto de Física - UFRGS

http://www.if.ufrgs.br/cref/ntef/som/lab/linein/index.html


Grava o e an lise

Gravação e análise

  • Gravação feita em 8bits, 22050 Hz por canal, armazenada em arquivo WAVE.

  • Análise com GoldWave.


Grava o

Gravação

Mixer: Line-In

Seletor do modo de gravação

Gravador


An lise com o goldwave

Análise com o GoldWave


Medindo a velocidade do som com o microfone do pc

(zoom)


Resultados

Resultados


Coment rios finais

Comentários finais

  • A 25 ºC a velocidade do som é 346 m/s. Nossa medida deu 347 m/s.

  • Método conceitualmente simples – pode ser adotado até no ensino médio.

  • Introduz aspectos importantes da aquisição de dados em um laboratório moderno, como transdutores (o microfone) e conversores analógico-digitais (a placa de som).

  • Custo próximo de zero.


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