Ficha nº4 – Velocidade de propagação do som
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1. Completa corretamente os espaços em branco na frase que se segue.
Se a temperatura do ar aumenta, a velocidade do som _____ porque a agitação dos corpúsculos é _____ , a facilidade de choques entre os corpúsculos ____ e as vibrações dos corpúsculos transmitem-se ____ facilmente através do ar.
Se a temperatura do ar aumenta, a velocidade do som aumenta porque a agitação dos corpúsculos é maior , a facilidade de choques entre os corpúsculos aumenta e as vibrações dos corpúsculos transmitem-se mais facilmente através do ar.
2. Num dia de verão às 15 h 24 min 20 s, com uma temperatura média de 25 ºC, o Tomás vê um incendio e telefona para os bombeiros que de imediato fazem soar a sirene.
Dado: vSom = 345 m/s a 25 ºC
2.1 Determina a que horas o Tomás ouve a sirene dos bombeiros, sabendo que ele se encontra a 4,14 km da sede dos bombeiros.
2.2 O som da sirene dos bombeiros foi escutado pela população vizinha 15 segundos após os bombeiros soarem o alarme.
Determina a distância da população à sede dos bombeiros, tendo em conta uma temperatura média do ar de 25 ºC.
2.1 d = 4,14 km = 4140 m
20 s + 12 s = 15 h 24 min 32 s
O Tomás ouviu a sirene às 15h 24 min 32 s.
2.2
A população encontra-se a uma distância de 5175 m da sede dos bombeiros.
3. O João encontrava-se a 6040 m de um canhão, quando viu o clarão do disparo e contou 18 s até ouvir o som.
Qual foi a velocidade de propagação do som no ar?
4. Observa a figura.
Calcula a distância do Duarte e do Tomás à fonte sonora, considerando que se encontram a 0,8 s e 1,1 s respetivamente do apito.
A velocidade do som no ar é igual a 343 m/s.
dDuarte = 343 x 0,8 = 274,4 m
dTomás = 343 x 1,1 = 377,3 m
5. Relaciona o valor da velocidade de propagação do som no ar com a temperatura.
A velocidade do som no ar aumenta com o aumento da temperatura.
6. O António decidiu assaltar o comboio, para isso colocou o ouvido no carril para tentar saber se o comboio estava aproximar.
Dados: A velocidade de propagação do som no carril é 3400 m/s e no ar é 340 m/s.
6.1 Por que razão a velocidade de propagação do som no carril é maior do que no ar?
6.2 Supondo que o comboio se encontra a 5100 m, quanto tempo demorará o António a ouvir o som, se estiver com o ouvido encostado ao carril?
6.3 Se o António não encostar o ouvido ao carril, quanto tempo demorará a ouvir o som do comboio?
6.1 Os corpúsculos nos sólidos estão mais próximos do que nos gases, sendo mais fácil transferir energia de uns para os outros.
6.2
6.3
7. Seleciona a opção incorreta.
(A) A velocidade de propagação do som depende da temperatura.
(B) Na propagação do som no ar, as camadas de ar oscilam, mas não viajam da fonte sonora até ao recetor do som.
(C) Quanto menor a temperatura do ar maior a velocidade de propagação do som.
(D) A velocidade de propagação do som no ar depende da temperatura do ar.
- Opção (C)
8. Considera a tabela seguinte que regista a velocidade do som, para diferentes materiais à mesma temperatura.
8.1 Tendo em conta os valores da tabela, relaciona a velocidade do som com o estado físico do material onde se propaga.
8.2 De acordo com a figura, num certo material o som produzido por um altifalante foi ouvido à distância de 6630 m da fonte sonora ao fim de 1,5 s.
Calcula a velocidade do som neste meio material e identifica-o, consultando a tabela fornecida.
8.3 Calcula a distância a que o som se propaga no ar ao fim de 1,5 s.
8.4 Calcula o intervalo de tempo necessário para o som se propagar 6630 m na água do mar.
8.1 A velocidade do som é maior em meios materiais sólidos do que em líquidos e nestes a velocidade do som é maior do que em gases.
8.2 v = 6630/1,5 = 4420 m/s
O material é o alumínio.
8.3 d = 340 x 1,5 = 510 m
8.4 Δt = 6630/1523 = 4,35 s
9. Num dia de inverno, o Carlos ouviu um trovão 40 s depois de ter visto o relâmpago.
Considera a velocidade de propagação do som no ar igual a 340m/s.
9.1 Se a trovoada ocorresse num dia de verão, o Carlos ouviria o trovão passado mais ou menos tempo do que os 40 s? Justifica.
9.2 A que distância está a trovoada do Carlos?
9.3 Pouco tempo depois, viu um outro relâmpago e ouviu o respetivo trovão passados 20 s. A trovoada afastou-se ou aproximou-se do Carlos? Quantos metros?
9.1 Menos tempo, no verão o ar está mais quente e a velocidade de propagação do som aumenta.
9.2 d = v x Δt = 340 x 40 = 13600 m
9.3 Aproximou-se 6800 m
10. A tabela seguinte resume dados experimentais recolhidos relativos à velocidade de propagação do som em materiais de diferentes estados físicos , à temperatura de 25 ºC.
10.1 Determina os valores A, B e C.
10.2 Partindo da análise da tabela e dos cálculos efetuados na alínea anterior, relaciona genericamente o valor da velocidade de propagação do som com o estado físico dos meios de propagação.
10.1
10.2 De uma formal geral:
O valor da velocidade de propagação do som é maior nos sólidos que nos líquidos;
O valor da velocidade de propagação do som é maior nos líquidos do que nos gases.
A – estado gasoso
B – Estado líquido
C – Estado sólido
11. Seleciona a opção correta.
(A) Quanto maior a temperatura do ar menor a velocidade de propagação do som.
(B) O som propaga-se mais facilmente em meios cujos corpúsculos vibram de modo mais fácil.
(C) A velocidade do som na cortiça é maior do que a velocidade do som no ar porque a cortiça é um sólido.
(D) A velocidade de propagação do som é menor nos líquidos do que nos gases.
- Opção (B)
12. O Joaquim vê um foguete subir 170 m e estoirar.
Considera a velocidade de propagação do som no ar igual a 340 m/s.
12.1 Determina o tempo entre o clarão e o estrondo do foguete, medido pela pessoa que lançou o foguete, que se encontra mesmo por baixo do sítio onde explode o foguete.
12.2 Determina a distância entre a pessoa que lança o foguete e o Joaquim que mede o tempo de 1 s entre o clarão e o estrondo.
12.1
12.2 Num segundo, o som propaga-se a 340 m, pelo que o Joaquim está a 340 m do local do estoiro. Tal distância é a hipotenusa de um triângulo vertical com 170 m. A distância x, que se procura, corresponde ao outro cateto, horizontal. Essa distância é tal que 3402 = 1702 + x2.
Logo x = 294 m
13. O som emitido pela campainha da escola é ouvido ao fim de 0,4 s a uma distância de 136 m, num dia em que a temperatura do ar é de 20 ºC.
Determina a velocidade de propagação do som no ar e interpreta o seu significado.
Significa que, em cada segundo, o som desloca-se no ar 340 m.
14. No litoral de Pusan, Coreia do Sul, um F/A-18 Hornet rompe a barreira do som nos céus sobre o Oceano Pacífico.
A velocidade Mach 1 é igual à velocidade de propagação do som no ar (340 m/s).
Se considerarmos o protótipo north American X-15, conseguiu atingir a velocidade Mach 6.
Qual é a velocidade máxima, em km/h, a que se pode deslocar este avião? Porque se diz que esta velocidade é supersónica?
Mach 6 é uma velocidade 6 vezes superior à velocidade do som (por isso se diz supersónica), ou seja, 2040 m/s ou 2,4 km/s. Esta velocidade é igual a 2,04 x 3600 = 7344 km/h.
