Tubos soonoros

Física Ensino Médio Física básica

Um tubo sonoro consiste em uma coluna de ar (ou outro gás) que, ao vibrar em determinadas frequências, produz ondas estacionárias longitudinais em seu interior. Suponha que um tubo sonoro de 3 m de comprimento emita um som de frequência de 125 Hz. Considerando a velocidade do som no ar igual a 300 m/s, podemos afirmar que o tubo é: * 1 ponto Fechado e a frequência corresponde ao terceiro harmônico. Aberto e a frequência corresponde ao terceiro harmônico. Fechado e a frequência corresponde ao primeiro harmônico. Aberto e a frequência corresponde ao segundo harmônico. Fechado e a frequência corresponde ao quinto harmônico.

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Maryana perguntou há 2 anos

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Professor João G.
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Respondeu há 2 anos

Vamos a solução:

O tubo tem 3 m de comprimento e o fluido (ar, etc) esta vibrando a frequencia de 125 Hz.

Entao temos como calcular o comprimento de onda pela formula:

comprimento de onda = velocidade/frequencia

C=v/f 

C = 300/125 = 2,4 m

 

O tubo é dito aberto se tiver as duas extremidades abertas livres para o ar passar e vibrar livremente.  (procure uma figura na internet sobre tubos sonoros e veja a diferenca entre os tubos fechados e abertos).

para um tubo aberto o padrao de ondas vibra como um numero inteiro de meios comprimentos de onda, pela formula:

n.C/2 = L , para n= 1, 2, 3 ...

onde L é o comprimento do tubo e n o numero do harmonico.

aplicando no nosso caso:

n.2,4/2= 3 (metros)

n= 6/2,4 = 2,5. Observe que 2,5 nao é um valor inteiro, entao nao atende a formula, e concluimos que este tubo nao é aberto, deve ser fechado entao.

 

Tubos fechados, sao tubos em que uma extremidade é fechada de tal forma que o ar nao pode passar livremente. 

Eles vibram num padrao tal que um numero impar de comprimentos de onda/4 = L

i.C/4= L, neste caso i deve ser 1,3,5... sendo i chamdo de numero do harmonico.

aplicando no nosso caso:

i.2,4/4=3

i= 12/2,4 =5, OK 5 é um numero impar e entao a formula bateu.

 

Entao concluimos que o tubo é fechado e vibra na frequencia correspondente ao quinto harmonico (i=5). 

 

Um abraco, se precisar de mais detalhes é so pedir.

 

Joao Carlos

 

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