A montagem do tubo de kundt foi efetuada da seguinte forma: foi acoplado na parte superior exterior do tubo um pedaço de 1 metro de uma trena, utilizando algumas abraçadeiras para fixação da mesma. Após essa etapa, o embolo foi inserido no tubo por umas das laterais, para que fosse possível colocar as pérolas de isopor pela outra extremidade, sem que essas caíssem fora do tubo. Posteriormente, pela extremidade oposta a do embolo, foi acoplada a caixa de som, para emissão das ondas dentro do tubo.
Para a realização do teste, não foi preciso do pedaço da trena acoplada ao tubo. Após toda a armação, o professor Targino Amorim operou a emissão das ondas sonoras, e foi possível visualizar as pérolas se movimentando de acordo com a frequência de onda presente no tubo. Pelo fato das pérolas ainda estarem com um tamanho relativamente grande, não foi possível uma visualização realmente nítida, porém para a apresentação final, o grupo realizou uma nova catação das pérolas, obtendo assim um tamanho menor para melhor visualização.
Publicado por Alisson Gabriel Bastos
Custo do Projeto
Tabela 1: Preços
Fonte: Própria
A haste cilíndrica de metal e a caixa de som foi cedida pelo nosso professor Targino Amorim para o projeto. A ideia do suporte foi elaborado por todas as equipes usando o solid como meio de pré-visualizar o suporte ao tubo e este também foi feito sem custo as equipes com ajuda do nosso professor Targino Amorim.
Publicado por Luma Pinheiro
Materiais Utilizados na Construção do Projeto
Vários materiais foram utilizados para efetuarmos a construção do Tubo de Kundt. Por ser um projeto relativamente grande, vários materiais são grandes também, um bom exemplo disso sendo o tubo de acrílico de 60 mm de diâmetro, que é o corpo principal do Tubo de Kundt.
Quanto aos materiais utilizados, abaixo está uma lista (com detalhes quanto a função de cada um deles). A lista também inclui os preços dos materiais que foram comprados.
Lista de Materiais para o Tubo de Kundt:
I - Tubo de Acrílico de 1 m de comprimento, 60 mm de diâmetro e 2 mm de espessura de paredes. Esse material é o corpo principal do Tubo de Kundt, pois é nele que as oscilações sonoras se manifestarão. Preço do Material:
Imagem 01: Tubo de Acrílico
Fonte: Própria
II - Tarugo de aproximadamente 56 mm de diâmetro. É um material importantíssimo para o projeto, pois este será parte da composição de uma peça vital: o Embolo. O Embolo é responsável pelo ajuste das ondas sonoras, permitindo uma melhor leitura do comprimento de onda apresentado para tal frequência sonora.
III - Haste cilíndrica de metal de 50 mm de comprimento. Esse material forma o embolo junto ao Tarugo. Juntando os dois materiais, tem-se a peça abaixo, que é o Embolo.
Imagem 02: Embolo
Fonte: Própria
IV - Suporte para o Tubo de Kundt. Material fornecido pelo Professor Orientador Targino Amorim.
Imagem 03: Suporte (em cima da mesa)
Fonte: Própria.
V - Lixas de Nº 100 e Nº 120. Utilizadas para detalhamento do Tarugo para que possa passar pelo tubo de acrílico.
Imagem 04: Lixa Nº 100
Fonte: Própria
VI - Lima. Ferramenta fornecida pelo Senai Cimatec. Foi utilizada para lixar uma das pontas da haste de metal para que pudesse ser colocada no furo que foi feito no tarugo.
Imagem 05: Lima
Fonte: Própria
Lembrando que esta lista é parcial, pois os materiais como as caixas de som e as bases para serem presas ao suporte no intuito de segurar o tubo ainda não foram adquiridos. Contudo, essa lista já cobre grande parte dos materiais utilizados.
Autor da Postagem: Bernardo Fontes.
Problemas encontrados em relação a construção do Tubo de Kundt
Caro leitor,
Esta postagem tem como objetivo mostrar os problemas encontrados em relação a construção do tubo de Kundt.
No dia 20/04/2017 o grupo teve uma aula com o professor e orientador do projeto, Targino Amorim Neto, com o objetivo de analisar os problemas que precisam ser resolvidos durante o processo de construção do tubo de Kundt.
O primeiro problema encontrado, foi o de descobrir uma forma de acoplar o tubo horizontalmente em uma barra vertical. Foi então discutido em grupo algum tipo de base que pudesse segurar o tubo, chegando em um consenso foi feito um desenho e uma modelagem em 3D no programa Solid Works dessa base.
O segundo problema foi como construir o embolo que se acopla em uma das extremidades do tubo. Depois de uma discussão foi decidido que embolo será constituído de um tarugo de nylon (imagem 1) e nele será acoplada uma barra de alumínio (imagem 2) para que o embolo possa ser manuseado.
Imagem 1: Tarugo de nylon.
Fonte: Própria.
Imagem 2: Barra de alumínio.
Fonte: Própria.
Outro problema foi como obter as bolinhas de isopor (imagem 3) necessárias para colocar dentro do tubo. Como essas bolinhas precisam ser movidas pelas ondas sonoras, elas precisam ter o menor tamanho possíveis. O orientador conseguiu localizar um vendedor dessas bolinhas, mas ainda precisamos descobrir se o tamanho delas é satisfatório.
Imagem 3: Bolinhas de isopor.
Acessado em 03 abr. 2017.
O último problema consiste de escolher uma forma de acoplar uma fita métrica ao tubo. O grupo está analisando a melhor forma de resolver esse problema, seja prendendo a fita métrica no tubo de alguma maneira, imprimindo uma fita métrica em formato de adesivo ou acoplando uma trena ao tubo.
Como é possível perceber, as etapas mais complexas como a definição da base de apoio do tubo e o embolo já foram resolvidas, porém algumas importantes decisões ainda precisam ser feitas.
Postado por Adrian Bove Nascimento.
Ressonância no tubo de kundt
O som é uma onda mecânica que produz vibrações por onde se propaga, as quais estimulam oscilações em corpos situados próximos das fontes. A ressonância representa o fenômeno quando a frequência de oscilação da fonte coincide com a frequência de oscilação natural do corpo, aumentando a amplitude.
Figura 1: Ondas
Fonte: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/ressonancia.php
Na figura 1 é possível vem a soma da amplitude de duas ondas ser construída através da ressonância.
No projeto como se trata do tubo de kundt o sistema físico será o que estiver dentro do tubo. Assim como cordas ou molas, o ar ou o gás contido dentro do tubo podem virar frequencias sonoras. No tubo a coluna será posta a vibrar ao acoplar um alto-falante a embocadura.
Publicado por: Luma Pinheiro
Referências:
m.brasilescola.uol.com/amplifica/ressonancia.htm
www.sofisica.com.br/conteudos/onduladora/acustica/tubos.php
www.sofisica.com.br/conteudos/ondulatoria/ondas/ressonancia.php
Figura 1: Ondas
Fonte: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/ressonancia.php
Na figura 1 é possível vem a soma da amplitude de duas ondas ser construída através da ressonância.
No projeto como se trata do tubo de kundt o sistema físico será o que estiver dentro do tubo. Assim como cordas ou molas, o ar ou o gás contido dentro do tubo podem virar frequencias sonoras. No tubo a coluna será posta a vibrar ao acoplar um alto-falante a embocadura.
Publicado por: Luma Pinheiro
Referências:
m.brasilescola.uol.com/amplifica/ressonancia.htm
www.sofisica.com.br/conteudos/onduladora/acustica/tubos.php
www.sofisica.com.br/conteudos/ondulatoria/ondas/ressonancia.php
Tópicos de Ondulatória e Tubo de Kundt
Por Vinícius Carneiro
Postado em 07 de abril de 2017
Atualizado em 25 de abril de 2017
O princípio físico fundamental para compreensão e
interpretação de resultados do tubo de Kundt é o das ondas estacionárias.
Estudando-se os fenômenos de interferência de ondas, tem-se que ao combinar
ondas de mesma amplitude e constante de fase nula, porém com sentidos de
propagação contrários, é formada uma onda estacionária (figura 1), em cuja qual
não há propagação, mantendo um formato de onda constante e apenas com deslocamento
de amplitude e, algumas vezes, variações de sinal (MOYSÉS, 2014).
Fonte: https://giphy.com/gifs/waves-geometry-math-mIWI9XSPUVm9y/ . Acessado em 07 abr. 2017
Há determinados pontos na onda estacionária que
se encontram em repouso, sem oscilação de amplitude, denominados nós. Os seguimentos
de ondas compreendidos entre os nós são chamados de nodos da onda e,
como representado na figura 2, equivalem à metade de um comprimento de onda (λ)
ou pode-se dizer que um comprimento de onda é composto por dois nodos
(MOYSÉS,2014).
Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/onda-estacionaria/ . Acessado em 07 abr. 2017.
O comprimento
de onda (λ) é a menor distância em que a onda se repete, ou seja, é a
distância entre duas cristas ou dois
vales, caracterizando-se assim como uma das características básicas de uma
onda. Outro importante aspecto de uma onda é a sua frequência (Hz), que refere-se ao número de oscilações da onda em uma
unidade de tempo, geralmente em segundos. Como a frequência representa as
oscilações de por segundo e cada oscilação representa um comprimento de onda,
deduz-se que (TIPLER;MOSCA, 2009):
(Equação 1)
onde v
= velocidade de onda (m/s)
λ = comprimento de onda (m)
f = frequência (s-1)
f = frequência (s-1)
Ao analisar-se a propagação de uma onda em um
meio (onda mecânica) é necessário conhecer algumas propriedades deste meio, que
acabarão por definir a rapidez com que a onda se propaga. Para o caso do ar (ou
qualquer outro fluido), faz-se necessário obter o módulo de compressão (β) desse
e também a sua massa específica linear (µ).
No entanto, estes dois valores também se relacionam com a velocidade de
propagação da onda, do seguinte modo (YOUNG;FREEDMAN,
2008):
(Equação 2)
onde v
= velocidade de onda (m/s)
β = módulo de compressão do ar (Pa)
µ = massa específica do ar (kg/m³)
µ = massa específica do ar (kg/m³)
Portanto, a partir das equações 1 e 2, chega-se à seguinte igualdade:
(Equação 3)
onde β= módulo de compressão do ar (Pa)
µ= massa específica do ar (kg/m³)
λ= comprimento de onda (m)
f = frequência emitida (Hz)
Fig.3 - Tubo de Kundt.
Fonte: Fonte: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=azed&cod=_tubodekundt. Acessado em 07 abr. 2017
Fonte: Fonte: http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=azed&cod=_tubodekundt. Acessado em 07 abr. 2017
O funcionamento do tubo ocorre da seguinte
maneira: ao emitir-se uma frequência no gerador através do autofalante, o som
propaga-se longitudinalmente no ar interior. A onda de som refletirá no êmbolo
na outra extremidade e formará por interferência uma onda estacionária quando
entrar em superposição com as ondas provenientes de sentido contrário vindas do
alto-falante. Equivalentemente ao modelo de ondas transversais, a onda
longitudinal e estacionária resultante formará nós de onda, estes sendo
visualizáveis através dos pontos de acúmulos das bolinhas de isopor (vide figura
4). Sabendo-se que há entre três nós de onda dois nodos, equivalendo a um
comprimento de onda, o objetivo do projeto solicitado será de estimar o valor da
frequência emitida no
gerador através da relação apontada na equação 3.
Fonte:http:http://nurseryrhymes.pw/watch/P3LHO4hNQv8/ondas-estacionarias-en-tubo-de-kundt-kundt-s-tube Acessado em 22 abr. 2017
O comprimento de onda (distância entre três nós)
pode ser medido por uma fita métrica acoplada ao tubo de Kundt. A função que o
êmbolo desempenha é a de ajustar o comprimento do tubo de modo a comportar em
seu interior variados valores de comprimentos de ondas e logo assim,
permitindo-se serem testadas diferentes frequências.
Portanto, após construído o tubo de Kundt solicitado
pelo docente, este será submetido a provas de conceito sendo que uma delas
consiste em estimar a frequência a ser emitida no gerador e sendo assim, avaliada
a eficácia do projeto final concebido.
Figura 5.
Ajustamento do êmbolo ao tubo.
Fonte: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Waves/kundtosc.html. Acessado
em 07 abr. 2017
Referências:
MOYSÉS, H. Nussenzveig. Curso de Física Básica
2 - Fluidos, Oscilações e Ondas de Calor. 5ª ed. São Paulo. Editora
Blucher. 2014. 314 páginas.
FREEDMAN, Roger A. ; YOUNG, Hugh D. Física 2 -
Termodinâmica e Ondas. 12ª ed. São Paulo. Editora Pearson. 2008. 392
páginas.
KUMAR, Jeethendra P.K.; PADMAJEETH, Ajeya;
SANTOSH. Velocity of Sound
in Air - The Kundt's Tube Experiment. Bengaluru, India. Mar. 2013.
TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para Cientistas e Engenheiros - Volume 1. 6ª ed. Rio de Janeiro. Editora LTC. 2009. 759 páginas.
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