Ressonância Na Garrafa Por: Lucas Assis

Faça uma simples montagem para se observar alguns efeitos da ressonância.

Materiais Necessários

  • 1 garrafa de PET de 600ml com lateral lisa;
  • Tesoura;
  • 1 tampa de qualquer recipiente com diâmetro adequ
  • 1 pedaço de madeira (tipo cabo de vassoura) com,
  • 1 parafuso pequeno e auto-atarrachante;
  • Fita durex.

Fase 1 - Escolhendo a tampa de recipiente adequada

Corte o fundo da garrafa e verifique se a tampa escolhida possui bom encaixe na parte interna da garrafa. O encaixe deve ser tal que não permita passagem de ar.

Fase 2 - Deslizamento da tampa

Para melhorar o isolamento e o deslizamento da tampa dentro da garrafa, passe uma ou mais camadas de fita na lateral da tampa, como mostram as fotos abaixo.

Fase 3 - Preparando o fundo móvel

Com a tampa já adequadamente preparada, utilize o parafuso para fixá-la ao pedaço de madeira na sua parte central (veja foto abaixo). Caso a tampa seja muito resistente, procure furá-la antes, usando uma furadeira, por exemplo.

Fase 4 - Observando os sons

Encaixe novamente a tampa do recipiente na garrafa e, em seguida, sopre perpendicularmente à boca da garrafa (até obter um som nítido e bem definido).

Através do cabo de madeira, varie a posição do “fundo” da garrafa. Sopre novamente e compare o som com aquele ouvido anteriormente. Você nota alguma diferença?

Fase 5 - Analisando as freqüências

Usando o programa Audacity, que é freeware e bem simples de usar, e um microfone plugado ao computador, você pode gravar o som emitido pela garrafa. Em seguida, selecione um trecho desse som e clique em “análise / espectro de freqüências”. O software calcula e mostra um gráfico de intensidade versus freqüência do som. Note que uma freqüência é predominante (há um pico de intensidade destacado). Parando o cursor sobre ele, pode-se ver o valor de freqüência correspondente a este pico abaixo do gráfico, indicado por “Peak”.

Fizemos um teste gravando o som variando a posição da tampa, subindo-a, ou seja, diminuindo o comprimento do tubo, como no vídeo do passo anterior. A figura abaixo mostra uma superposição dos gráficos obtidos, note o claro aumento na freqüência (deslocamento para a direita) do pico principal dos gráficos.

Fase 6 - O que acontece

Ao variarmos a posição do fundo, nota-se uma mudança no tom do som obtido. A propriedade da tonalidade está associada à freqüência da onda sonora.

Nossa garrafa com o fundo fechado (pela tampa de recipiente) pode ser aproximada para um tubo que tem uma de suas extremidades aberta e a outra fechada. Assim, quando sopramos pela boca da garrafa, movimentamos as moléculas de ar ali presentes e essa vibração é propagada para o interior da garrafa, refletida no fundo e continua a se propagar pelo tubo. Formam-se, com isso, ondas estacionárias no interior do tubo (garrafa). Como o fundo é fechado, nele a amplitude de vibração das moléculas é mínima. Dessa forma, podemos representar num gráfico de amplitude de vibração das moléculas versus a posição no tubo, alguns harmônicos obtidos, como na Figura 1 abaixo. O som que ouvimos é caracterizado por uma combinação de vários desses harmônicos. Como pode ser observado na figura, os comprimentos de onda (consequentemente as frequências) dependem do comprimento do tubo. Se usarmos a velocidade do som no ar como sendo vs e o comprimento do tubo como sendo L, a freqüência f será dada por

f = (2n+1)vs / 4L em que n = 0,1,2,3... e representa os diferentes harmônicos.

Nota-se, na equação acima, que diminuindo o comprimento do tubo, aumenta-se a freqüência. Isso explica o som mais agudo que ouvimos ao deslocar a tampa (que fazia papel de fundo da garrafa) para cima. Podemos observar esse fenômeno também quando enchemos uma garrafa com água. No início o som que ouvimos é grave e vai se tornando cada vez mais agudo à medida que a garrafa vai se enchendo, já que mais água na garrafa implica em uma menor região de ar em que se propagam as ondas sonoras (ver Figura 2 - clique aqui para ampliá-la).

Fase 7 - Veja também

Aplicativo Java mostrando os harmônicos e uma simulação dos movimentos das moléculas de ar no interior do tubo para os respectivos harmônicos. Clique aqui para acessar

outros experimentos do Pontociência com ondas estacionárias:

Ondas estacionárias em uma corda

Enxergando ondas estacionárias

Comentários - 6 Comentários

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Marcos Moreira em 22/02/2010 13:31:03

Tá beleza moço.