ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESS

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1 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO SOM

2 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO MANUAL DE APOIO PARA A AÇÃO DE FORMAÇÃO SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES - FQ - 8º ANO Ação de Formação na modalidade de CURSO, acreditada com 0,5 créditos (12 horas) Esta Ação de Formação foi desenvolvida e realizada pela Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro (Universidade de Aveiro) no âmbito da parceria estabelecida com a ASA. Centros de Formação e registo de acreditação: Centro de Formação: Associação de Escolas de Aveiro e Albergaria a Velha Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80718/15 Centro de Formação: Associação de Escolas da Póvoa de Varzim e Vila do Conde Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80866/15 Centro de Formação: Maria Borges Medeiros Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80749/15 Centro de Formação: Nova Ágora + Minerva Registo de acreditação: CCPFC/ACC-80759/15 Locais da realização da ação e número de professores inscritos (formandos): Aveiro 32 formandos Braga 50 formandos Coimbra 30 formandos Faro 50 formandos Lisboa 96 formandos Porto 96 formandos Funchal 30 formandos Santarém 30 formandos Setúbal 30 formandos Viseu 30 formandos TOTAL 10 cidades 474 formandos Autores e equipa de formadores: Pedro Pombo José Manuel Lopes Joaquim Almeida Dulce Ferreira Carolina Magalhães

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4 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 1 METAS CURRICULARES DOMÍNIO: SOM SUBDOMÍNIO: PRODUÇÃO E PROPAGAÇÃO DO SOM 1. Conhecer e compreender a produção e a propagação do som. (Objetivo Geral) DESCRITORES 1.1 Indicar que uma vibração é o movimento repetitivo de um corpo, ou parte dele, em torno de uma posição de equilíbrio. 1.2 Concluir, a partir da observação, que o som é produzido por vibrações de um material (fonte sonora) e identificar as fontes sonoras na voz humana e em aparelhos musicais. 1.3 Definir frequência da fonte sonora, indicar a sua unidade SI e determinar frequências nessa unidade. 1.4 Indicar que o som se propaga em sólidos, líquidos e gases com a mesma frequência da respetiva fonte sonora, mas não se propaga no vácuo. 1.5 Explicar que a transmissão do som no ar se deve à propagação do movimento vibratório em sucessivas camadas de ar, surgindo, alternadamente, zonas de menor densidade do ar (zonas de rarefação, com menor pressão) e zonas de maior densidade do ar (zonas de compressão, com maior pressão). 1.6 Explicar que, na propagação do som, as camadas de ar não se deslocam ao longo do meio, apenas transferem energia de umas para outras. 1.7 Associar a velocidade do som num dado material com a rapidez com que ele se propaga, interpretando o seu significado através da expressão v=d/ t. 1.8 Interpretar tabelas de velocidade do som em diversos materiais ordenando valores da velocidade de propagação do som nos sólidos, líquidos e gases. 1.9 Definir acústica como o estudo do som. SUBDOMÍNIO: SOM E ONDAS 2. Compreender fenómenos ondulatórios num meio material como a propagação de vibrações mecânicas nesse meio, conhecer grandezas físicas características de ondas e reconhecer o som como onda. (Objetivo Geral) DESCRITORES 2.1 Concluir, a partir da produção de ondas na água, numa corda ou numa mola, que uma onda resulta da propagação de uma vibração. 2.2 Identificar, num esquema, a amplitude de vibração em ondas na água, numa corda ou numa mola. 2.3 Indicar que uma onda é caracterizada por uma frequência igual à frequência da fonte que origina a vibração. 2.4 Definir o período de uma onda, indicar a respetiva unidade SI e relacioná-lo com a frequência da onda.

5 2.5 Relacionar períodos de ondas em gráficos que mostrem a periodicidade temporal de uma qualquer grandeza física, assim como as frequências correspondentes. 2.6 Indicar que o som no ar é uma onda de pressão (onda sonora) e identificar, num gráfico pressão-tempo, a amplitude (da pressão) e o período. SUBDOMÍNIO: ATRIBUTOS DO SOM E SUA DETEÇÃO PELO SER HUMANO 3. Conhecer os atributos do som, relacionando-os com as grandezas físicas que caracterizam as ondas, e utilizar detetores de som. (Objetivo Geral) DESCRITORES 3.1 Indicar que a intensidade, a altura e o timbre de um som são atributos que permitem distinguir sons. 3.2 Associar a maior intensidade de um som a um som mais forte. 3.3 Relacionar a intensidade de um som no ar com a amplitude da pressão num gráfico pressão-tempo. 3.4 Associar a altura de um som à sua frequência, identificando sons altos com sons agudos e sons baixos com sons graves. 3.5 Comparar, usando um gráfico pressão-tempo, intensidades de sons ou alturas de sons. 3.6 Associar um som puro ao som emitido por um diapasão, caracterizado por uma frequência bem definida. 3.7 Indicar que um microfone transforma uma onda sonora num sinal elétrico. 3.8 Comparar intensidades e alturas de sons emitidos por diapasões a partir da visualização de sinais obtidos em osciloscópios ou em programas de computador. 3.9 Determinar períodos e frequências de ondas sonoras a partir dos sinais elétricos correspondentes, com escalas temporais em segundos e milissegundos Concluir, a partir de uma atividade experimental, se a altura de um som produzido pela vibração de um fio ou lâmina, com uma extremidade fixa, aumenta ou diminui com a respetiva massa e comprimento Concluir, a partir de uma atividade experimental, se a altura de um som produzido pela vibração de uma coluna de ar aumenta ou diminui quando se altera o seu comprimento Identificar sons complexos (sons não puros) a partir de imagens em osciloscópios ou programas de computador Definir timbre como o atributo de um som complexo que permite distinguir sons com as mesmas intensidade e altura mas produzidos por diferentes fontes sonoras. 4. Compreender como o som é detetado pelo ser humano. (Objetivo Geral) DESCRITORES 4.1 Identificar o ouvido humano como um recetor de som, indicar as suas partes principais e associar-lhes as respetivas funções. 4.2 Concluir que o ouvido humano só é sensível a ondas sonoras de certas frequências (sons audíveis), e que existem infrassons e ultrassons, captados por alguns animais, localizando-os no espetro sonoro.

6 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO Definir nível de intensidade sonora como a grandeza física que se mede com um sonómetro, se expressa em decibéis e se usa para descrever a resposta do ouvido humano. 4.4 Definir limiares de audição e de dor, indicando os respetivos níveis de intensidade sonora, e interpretar audiogramas. 4.5 Medir níveis de intensidade sonora com um sonómetro e identificar fontes de poluição sonora. SUBDOMÍNIO: FENÓMENOS ACÚSTICOS 5. Compreender alguns fenómenos acústicos e suas aplicações e fundamentar medidas contra a poluição sonora. (Objetivo Geral) DESCRITORES 5.1 Definir reflexão do som e esquematizar o fenómeno. 5.2 Concluir que a reflexão de som numa superfície é acompanhada por absorção de som e relacionar a intensidade do som refletido com a do som incidente. 5.3 Associar a utilização de tecidos, esferovite ou cortiça à absorção sonora, ao contrário das superfícies polidas que são muito refletoras. 5.4 Explicar o fenómeno do eco. 5.5 Distinguir eco de reverberação e justificar o uso de certos materiais nas paredes das salas de espetáculo. 5.6 Interpretar a ecolocalização nos animais, o funcionamento do sonar e as ecografias como aplicações da reflexão do som. 5.7 Definir a refração do som pela propagação da onda sonora em diferentes meios, com alteração de direção, devido à mudança de velocidades de propagação. 5.8 Concluir que o som refratado é menos intenso do que o som incidente. 5.9 Indicar que os fenómenos de reflexão, absorção e refração do som podem ocorrer simultaneamente Dar exemplos e explicar medidas de prevenção da poluição sonora, designadamente o isolamento acústico.

7 AP 01 ATIVIDADE PRÁTICA (AP01) MEDINDO GRANDEZAS FÍSICAS DAS ONDAS NUM OSCILOSCÓPIO METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS 1.3, 2.4, 2.5, 2.6, 3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7, 3.8 e 3.9 INTRODUÇÃO osciloscópio O osciloscópio analógico, inventado em 1897 por Ferdinand Braun, é um dos instrumentos de medida mais importantes e versáteis utilizados em Física. Permite estudar um sinal elétrico e o modo como varia com o tempo. É indispensável em qualquer tipo de laboratório e em situações tão diversas como o diagnóstico médico, a mecânica de automóveis, a prospeção mineral, etc. O elemento básico de um osciloscópio é o tubo de raios catódicos, cuja superfície interna é impregnada de uma substância fluorescente que emite luz quando bombardeada por um feixe de eletrões (raios catódicos). O osciloscópio possui a seguinte estrutura: O exemplo seguinte ilustra a leitura de um sinal no osciloscópio em que: TIME/DIV = 5 ms e VOLT/DIV = 2 V: Na escala horizontal mede-se o período: T = nº divisões x valor de cada divisão = 8 x (5x10-3 ) = 0,04 s; Na escala vertical mede-se a d.d.p. do pico: U pico = nº divisões x valor de cada divisão = 2 x 2 = 4 V.

8 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 5 AP 01 QUESTÕES PRÉ-LABORATORIAIS 1. Que informação nos é fornecida no eixo horizontal de um osciloscópio? Tempo Período Frequência Amplitude Tensão/d.d.p. Comprimento de onda 2. Que informação nos é fornecida no eixo vertical de um osciloscópio? Tempo Período Frequência Amplitude Tensão/d.d.p. Comprimento de onda 3. Classificar como verdadeira (V) ou falsa (F) as seguintes proposições: (A) O som é uma onda mecânica longitudinal. (B) Todos os sons são ondas harmónicas, logo periódicas. (C) O som propaga-se com transporte de partículas e sem transferência de energia. (D) As ondas acústicas consistem em sucessivas compressões e rarefações do meio material em que o som se propaga. (E) A propagação do som é favorecida em meios inelásticos. (F) Um meio inelástico é um meio que permite a vibração das partículas que o constituem. 4. No ecrã do osciloscópio da figura seguinte está representado um sinal proveniente de uma medição realizada no laboratório. A base de tempo foi colocada em 5 ms/div e o amplificador vertical colocado em 2 V/DIV. 4.1 Calcular o período e a frequência do sinal. 4.2 Calcular o valor da amplitude do sinal.

9 AP 01 EXPERIMENTAR Usar o programa Soundcard Scope PARTE 1: USANDO GERADOR DE SINAIS TAREFA 1. AJUSTAR O GERADOR DE SINAIS DE MODO A EMITIR UM SINAL COM UMA FREQUÊNCIA DE 500 Hz. a) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de modo a medir o seu período. b) Calcular a frequência do sinal. c) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador de sinais. TAREFA 2. AJUSTAR O GERADOR DE SINAIS DE MODO A EMITIR UM SINAL COM UMA FREQUÊNCIA DE 1000 Hz. a) Comparar auditivamente a altura deste sinal com o anterior. b) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de modo a medir o seu período. c) Calcular a frequência do sinal. d) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador de sinais. e) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal. f) Comparar o valor obtido na alínea anterior com o valor indicado pelo gerador de sinais.

10 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 7 AP 01 PARTE 2: USANDO UM DIAPASÃO TAREFA 1. PERCUTIR O DIAPASÃO DE 440 Hz. a) Registar o sinal no canal 1 do osciloscópio e ajustar a escala Time/DIV de modo a medir o seu período. b) Calcular a frequência do sinal. c) Observar a amplitude do mesmo sinal em dois instantes distintos. Comparar e fundamentar, com base na observação, o som como onda mecânica. d) A amplitude do sinal está relacionada com (escolher a opção correta): (A) a altura da onda; (B) a intensidade da onda; (C) a frequência da onda; (D) o período da onda. TAREFA 2. PERCUTIR DOIS DIAPASÕES DE FREQUÊNCIAS DIFERENTES. a) Observar o perfil do sinal no osciloscópio. b) Comparar a altura e intensidade dos sinais emitidos pelos diapasões. c) Identificar as frequências constituintes deste sinal usando a função frequência do osciloscópio digital.

11 AP 02 ATIVIDADE PRÁTICA (AP02) INVESTIGANDO OS ATRIBUTOS DO SOM METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS 3.1, 3.2, 3.4, 3.7, 3.12 e 3.13 INTRODUÇÃO No nosso dia a dia ouvimos, ao mesmo tempo, muitos e variados sons: pessoas a falar, automóveis, toques de telemóveis, pássaros a cantar, Através da audição conseguimos distinguir sons que podem ainda ser agudos ou graves, fortes ou fracos, ter duração maior ou menor, ou ainda ser produzidos por fontes sonoras diferentes. Distinguimos o tom agudo da voz de uma criança do tom grave da voz de um homem, o estrondo da passagem de um avião, do zumbido de um mosquito. Também somos capazes de dizer se a música que ouvimos no MP3 provém de uma guitarra ou de um saxofone. O facto de podermos distinguir diferentes sons tem a ver com os seus atributos que vamos explorar nas atividades seguintes. EXPERIMENTAR TAREFA 1 Usar o programa Soundcard Scope O ATRIBUTO QUE CARACTERIZA MADAME CASTAFIORI Bianca Castafiore é uma personagem de As Aventuras de Tintin. Ela é uma cantora de ópera, comicamente retratada, e parece não ter consciência de que a sua voz é estridente e espantosamente aguda. Que atributo será este? Vamos descobrir! a) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência de 300 Hz e observar o sinal no canal 1 do osciloscópio. b) Ajustar a escala Time/DIV e registar o número de vibrações num determindado intervalo de tempo. c) Calcular o número de vibrações num segundo. d) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência de 700 Hz e observar o sinal no canal 1 do osciloscópio. e) Ajustar a escala Time/DIV e registar o número de vibrações num determindado intervalo de tempo.

12 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 9 AP 02 f) Calcular o número de vibrações num segundo. g) Comparar auditivamente os dois sinais. h) Completar corretamente a seguinte frase: A altura do som relaciona-se com o número de que a fonte realiza por segundo. A esta grandeza física chama-se frequência (f). Quanto (maior/menor) é a frequência da onda sonora mais alto é o som, mais agudo nos parece. Quanto menor é a frequência da onda sonora mais baixo é o som, mais (agudo/grave) nos parece. O atributo que distingue Bianca Castafiori quando canta é a (elevada/baixa) frequência. TAREFA 2 Usar o programa Soundcard Scope MÚSICA AOS BERROS?! Ouvir música aos berros por muito tempo pode danificar estruturas sensíveis do ouvido e levar à perda permanente da audição. Um estudo recente norte-americano mostrou que, atualmente, um em cada cinco adolescentes já têm alguma perda auditiva. Que atributo será este? Vamos descobrir! a) Ajustar o gerador de sinais de modo a emitir um sinal com uma frequência de 500 Hz. b) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal. c) No gerador de sinais alterar a amplitude do sinal emitido. d) Ajustar a escala vertical do osciloscópio e medir a amplitude do sinal. e) Completar corretamente a seguinte frase: A intensidade do som está relacionada com a das ondas sonoras. Quanto (maior/menor) é a amplitude da onda sonora mais forte é o som. Quanto menor é a amplitude da onda sonora mais (forte/fraco) é o som. Quando dizemos que alguém está a ouvir «música aos berros» significa que a do som é muito (elevada/baixa).

13 AP 02 TAREFA 3 Usar o programa Soundcard Scope UM MI É SEMPRE UM MI, NA GUITARRA OU NO PIANO! Apesar de serem inúmeros os sons musicais, para representá-los bastam apenas sete notas. Permitem viabilizar a composição de músicas, ou qualquer outro tipo de manifestação sonora, de forma clara e compreensível. No entanto, conseguimos distinguir a mesma nota musical produzida por uma guitarra ou piano. Que atributo será este? Vamos descobrir! a) Fazer um esboço do sinal observado no osciloscópio quando se toca a mesma nota em dois instrumentos diferentes. b) Tratando-se da mesma nota musical, como se explica a diferença entre os dois sinais? c) Completar corretamente a seguinte frase: O timbre permite reconhecer com a mesma altura, intensidade e duração, produzidos por fontes diferentes. O timbre, que distingue a mesma nota em diferentes instrumentos musicais, resulta do facto dos sons produzidos serem (puros/complexos), ou seja, constituídos por ondas sonoras de diferentes frequências. TAREFA 4. SIMULADOR PhET FOURIER: CRIANDO ONDAS a) Obter um som constituido por três harmónicos. b) Observar o sinal complexo (soma) e comparar a sua frequência com a de cada um dos harmónicos.

14 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 11 AP 03 ATIVIDADE PRÁTICA (AP03) VELOCIDADE DO SOM NO AR METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS 1.7 e Para ler, analisar e calcular William Derham ( ) foi um dos primeiros cientistas a determinar com alguma precisão o valor da velocidade do som no ar. Para tal colocou-se no topo de uma igreja e observou o disparo de um canhão que se encontrava a 19 km de distância. Para fazer o cálculo mediu várias vezes o intervalo de tempo que decorreu desde que foi disparado o canhão (observação do clarão resultante do disparo) até que ouviu o som. Após efetuar os cálculos encontrou um valor próximo do atual (343 m/s, a 20 ºC). 1.1 Exprimir, na unidade SI, a distância a que se encontra o canhão da igreja. 1.2 Por que motivo terá realizado várias vezes a medição do tempo entre a observação do clarão e a deteção do som? Assinalar a opção correta. (A) Para conseguir ver o clarão mais facilmente. (B) Para obter um valor mais preciso, fazendo a média dos tempos obtidos. (C) Para calcular três distâncias a partir do valor de cada tempo. (D) Porque não tinha nada que fazer, pois bastava medir uma vez. 1.3 O vento poderá influenciar na determinação desse intervalo de tempo? Porquê? 1.4 Determinar o tempo médio medido por William Derham. 1.5 Se no dia em que William Derham fez as medições a temperatura ambiente fosse 0 ºC, o intervalo de tempo medido deveria ser inferior, superior, ou não variava? Justificar.

15 AP 03 EXPERIMENTAR Para medir a velocidade do som no ar utilizamos: - mangueira de 17,0 m (figura 1); - dois microfones, ligados ao computador (figura 1); - o programa Audacity (figura 2). Figura 1 Figura 2 1. Assinalar a(s) grandeza(s) necessárias para determinar a velocidade do som. (A) frequência do som emitido (B) comprimento da mangueira (C) tempo que demora o som a ir de uma ponta da mangueira à outra (D) densidade do ar (E) espessura da mangueira 2. Selecionar a opção que completa corretamente a frase: Para se obter um valor de velocidade com maior precisão deve-se fazer (A) uma medição. (B) 3 medições e calcular a média. (C) 100 medições e escolher uma delas.

16 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 13 AP Realizar a experiência e determinar o valor da velocidade do som. Completar a tabela. Dados experimentais Cálculo da velocidade do som 4. Completar os espaços em branco, de modo a obtermos afirmações corretas: Se realizássemos a experiência num dia em que temperatura do ar fosse superior àquela a que foi feita esta determinação, a velocidade do som seria (maior/igual/menor) em relação ao valor obtido. Se dentro da mangueira estivesse água a velocidade do som, em relação ao valor obtido, seria (maior/igual/menor).

17 AP 04 ATIVIDADE PRÁTICA (AP04) SIMULADOR VIRTUAL: ONDAS SONORAS METAS CURRICULARES ENVOLVIDAS 1.1, 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 2.4, 3.1, 3.2, 3.4, 4.2, 5.1, 5.2 e 5.7 ACEDER AO ENDEREÇO ELETRÓNICO - e clicar em Correr Agora! ; ou - clicar na aplicação fornecida pelo professor: PhET Ondas sonoras. TAREFA Abrir o menu Ouvir de uma única fonte e selecionar a frequência de 495 Hz, movendo o cursor e mantendo a amplitude. Confirmar que está ativado o ouvinte, tal como se mostra na figura Observar a simulação e classificar, em verdadeira (V) ou falsa (F), cada uma das seguintes afirmações: Figura 1.1. (A) A membrana do altifalante produz um som audível porque apresenta um movimento repetitivo, em torno de uma posição de equilíbrio, com f = 495 Hz, e existe ar. (B) A vibração da membrana faz com que no ar existam umas zonas de maior pressão (zonas de compressão) e zonas de menor pressão (zonas de rarefação). (C) O som transmite-se do altifalante até ao ouvinte porque as camadas de ar deslocam-se desde a membrana até ao ouvido, fazendo mover a membrana do tímpano. (D) A membrana do altifalante faz 495 vibrações em cada segundo. (E) O período (T) da onda de pressão é de cerca de 495 Hz. 1.2 Completar os espaços em branco das frases, que resumem aspetos relacionados com a altura e intensidade do som, de modo a ficarem cientificamente corretas. A altura do som está associada à e a intensidade à. Um som grave é um som de frequência e um som fraco de amplitude. 1.3 Observar a seleção que consta na figura 1.2. a) Escolher a opção que completa, correta e sequencialmente, a seguinte frase: Nesta situação o aluno vai ouvir um som... (A) audível, forte e alto. (C) audível, forte e baixo. (B) inaudível, forte e alto. (D) audível, fraco e baixo. b) Confirmar a previsão usando a simulação do computador. Figura 1.2.

18 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO 15 AP Selecionar a(s) opção(ões) correta(s) do(s) processo(s) que permite(m) ao ouvinte escutar um som mais forte. (A) Aproximar-se da fonte sonora. (B) Diminuir a frequência da fonte, mantendo amplitude e a distância do ouvinte à fonte. (C) Diminuir a amplitude, mantendo a frequência e a distância do ouvinte à fonte. (D) Aumentar a amplitude, mantendo a frequência e a distância do ouvinte à fonte. 1.5 Observar a direção de vibração da membrana do altifalante e a direção de propagação da onda sonora. Selecionar a opção que classifica corretamente a onda de pressão sonora. (A) Onda mecânica transversal (C) Onda eletromagnética transversal (B) Onda mecânica longitudinal (D) Onda eletromagnética longitudinal TAREFA Abrir o menu Medir. Selecionar a frequência de 500 Hz e a amplitude tal como se mostra na figura Calcular o período, em segundos, correspondente à onda de pressão da figura 2.1. Figura Um processo de calcular a velocidade de propagação da onda de pressão sonora é medir o intervalo de tempo ( t) que a frente de onda demora a percorrer uma certa distância (d). Neste menu pode-se deslocar a régua sobre as duas linhas verticais azuis e registar estes valores. Proceder ao conjunto de medições que permitam completar a tabela e calcular a velocidade de propagação da onda sonora. Ensaios d/m t/s t médio /s /ms -1 1º 2º 3º Nota: Um valor típico da velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/s.

19 2.3 A determinação da velocidade do som foi feita usando uma simulação virtual da realidade. Um grupo de alunos apresentou a seguinte proposta para determinar a velocidade do som no ar: 1º Medir, com uma fita métrica, a distância de 60,000 m entre dois pontos; 2º Colocar dois alunos, um em cada ponto. O aluno A bate com uma mão na outra. Quando o aluno B vê o aluno A bater as palmas, aciona o cronómetro (inicia a contagem do tempo) e quando ouvir o som para o cronómetro; 3º Calcular a velocidade do som (dividir a distância a que se encontram os alunos pelo tempo que demorou a ouvir o som). Selecionar a opção que completa corretamente a frase que se segue: Este processo não é viável porque (A) a distância a que estavam colocados os alunos era pequena. (B) é considerável o tempo que demora a luz a chegar do aluno A ao aluno B e que provoca um atraso na contagem do tempo. (C) é grande o tempo de reação, para acionar e desligar o cronómetro, quando comparado com o tempo que o som demora a chegar. 2.4 Completar os espaços em branco das frases que resumem aspetos relacionados com a velocidade de propagação do som: A velocidade de propagação do som é uma grandeza física que relaciona a percorrida pela frente de onda sonora por unidade de. De um modo geral, a velocidade de propagação do som no ar é (maior que o / igual ao / menor que o) valor da velocidade da sua propagação nos líquidos e sólidos. TAREFA Abrir o menu Interferência por Reflexão. Selecionar a frequência de 500 Hz, a amplitude máxima e o modo de Pulso, tal como se mostra na figura 3.1. Pode-se alterar o ângulo e a posição da barreira, movendo os respetivos botões ou com o rato. Figura 3.1.

20 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO Colocar a barreira na vertical de modo a fazer um ângulo de 90º com a direção de propagação da onda sonora. Emitir um pulso (Emitir Pulso) e observar. Selecionar a opção correta, indicando o que aconteceu à onda de pressão sonora emitida pelo altifalante. (A) Foi apenas refletida. (B) Foi apenas absorvida. (C) Parte foi refletida e outra parte absorvida. (D) Parte foi refletida e outra parte refratada. Figura Colocar a barreira de modo a fazer um ângulo com a direção de propagação da onda sonora diferente de 90º (figura 3.2.). Emitir um pulso (Emitir Pulso) e observar. Alterar novamente a inclinação da barreira. Emitir outro pulso (Emitir Pulso) e observar. A partir da observação da simulação completar o espaço da frase que se segue: O ângulo de incidência (formado pela direção da onda incidente e pela reta normal à superfície no ponto de incidência) é (maior que o /igual ao /menor que o) ângulo de reflexão. 3.3 Escrever o nome de todos os fenómenos que pode sofrer uma onda sonora quando encontra um obstáculo. TAREFA Abrir o menu Ouvir com pressão do ar variável. Selecionar a frequência de 500 Hz, a amplitude, o ouvinte e ligar o áudio, tal como mostra na figura 4.1. A campânula é feita de um material rígido e transparente e dentro dela encontra-se um altifalante que vibra com uma determinada frequência. O órgão de audição do ouvinte está em bom estado de funcionamento. Figura 4.1.

21 4.1 Selecionar a(s) opção(ões) que é (são) condição necessária para o ouvinte escutar o som produzido pelo altifalante. (A) A membrana (do altifalante) vibrar com uma frequência entre 20 e Hz. (B) Existir ar dentro e fora da campânula ou outro meio material. (C) A onda sonora sofrer refração e ser transmitida através das paredes da campânula. (D) A campânula ser de um material transparente e a onda sonora sofrer reflexão nas paredes da campânula. 4.2 Ligar o áudio e ouvir o som emitido. De seguida carregar no botão Remover Ar da Caixa. Perante o ocorrido, quatro alunos tiraram conclusões diferentes. Assinalar a conclusão correta. Aluno A: Deixou de se ouvir o som porque a membrana deixou de vibrar. Aluno B: Deixou de se ouvir o som porque o vazio absorve toda a onda sonora. Aluno C: Deixou de se ouvir o som porque a pressão do ar exterior ficou superior à do ar no interior da campânula, não o deixando sair. Aluno D: Deixou de se ouvir o som porque deixou de existir um meio material para o som se propagar. 4.3 No espaço, estrelas massivas (com mais de vinte vezes a massa do Sol) sofrem explosões violentas quando o seu combustível nuclear se começa a esgotar. Os astrónomos procuram estar atentos a esses fenómenos. Selecionar a opção em que permitiria a um astrónomo ver e ouvir as explosões de supernovas. (A) Poderia ver e ouvir visto que as explosões são fortes e brilhantes. (B) Poderia ver e ouvir (se estiver próximo das explosão) visto que são fortes e brilhantes. (C) Poderia ver mas não ouvir a explosão porque o espaço interestelar é vazio. (D) Não poderia ver nem ouvir porque o espaço interestelar é vazio.

22 FÁBRICA CENTRO CIÊNCIA VIVA DE AVEIRO Rua dos Santos Mártires, 1 A Aveiro Tel. (+351) fabrica.cienciaviva@ua.pt

23 SOM E LUZ ATIVIDADES LABORATORIAIS PARA PROFESSORES FQ - 8º ANO COMUNIDADE INTERMUNICIPAL cofinanciamento