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PublicouDanilo Louro Alterado mais de 10 anos atrás
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Medindo a Velocidade do Som com o Microfone do PC
Marco A. B. Freitas Curso de Licenciatura – IF/UFRJ Carlos E. Aguiar (orientador – IF/UFRJ)
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Resumo: A velocidade do som Métodos de medida Medida com o microfone do PC A entrada Line-In Resultados Comentários
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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. Valores atuais: A 0 oC, no ar seco À temperatura absoluta T
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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.
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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)
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Medidas por ressonância
L Analisador de espectro = 2L/n c = f CREF/UFRGS,
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Nossa proposta: medida direta da velocidade do som
c = distância / tempo
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A velocidade do som com o microfone do PC
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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).
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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.
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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
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Circuito adaptador microfone/line-in
canal esquerdo esquerdo direito Line-In
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Gravação e análise Gravação feita em 8bits, Hz por canal, armazenada em arquivo WAVE. Análise com GoldWave.
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Seletor do modo de gravação
Mixer: Line-In Seletor do modo de gravação Gravador
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Análise com o GoldWave
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(zoom) t
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Resultados
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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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