acústica é a parte da física que estuda o som. som é a sensação percebida pelo cérebro que se...

• Acústica é a parte da Física que estuda o som.Acústica é a parte da Física que estuda o som.

• Som é a sensação percebida pelo cérebro que se relaciona com a Som é a sensação percebida pelo cérebro que se relaciona com a

chegada ao ouvido de ondas de vibração mecânica. chegada ao ouvido de ondas de vibração mecânica.

• Ondas sonoras são vibrações sincronizadas das moléculas que Ondas sonoras são vibrações sincronizadas das moléculas que

constituem o meio.constituem o meio.

ACÚSTICA

INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

A onda sonora é uma onda longitudinal e mecânica.A onda sonora é uma onda longitudinal e mecânica. Sua velocidade de propagação pode variar de meio para meio.Sua velocidade de propagação pode variar de meio para meio. No ar (15ºC) sua velocidade é de 340 m/s, na água (20ºC) 1.482 No ar (15ºC) sua velocidade é de 340 m/s, na água (20ºC) 1.482

m/s e no ferro é de 4.480 m/s.m/s e no ferro é de 4.480 m/s. O som se transmite através de meios materias (elásticos) sólidos, O som se transmite através de meios materias (elásticos) sólidos,

líquidos o gasosos, mais nunca através do vácuo.líquidos o gasosos, mais nunca através do vácuo.

NÓS E ANTI-NÓS OU VENTRESNÓS E ANTI-NÓS OU VENTRES

Se duas ondas com a mesma amplitude e comprimento de onda, se deslocarem em sentidos opostos ao longo da mesma direção, a sua interferência produzirá um onda estacionária.

nó Anti-nó

ONDAS ESTACIONÁRIASONDAS ESTACIONÁRIAS

Relação entre comprimento de onda e frequência.

Relação entre comprimento de onda e frequência.

1ª harmônica 2ª harmônica

3ª harmônica 4ª harmônica

ONDAS ESTACIONÁRIASONDAS ESTACIONÁRIAS

Numa corda presa por ambas as extremidades para certas Numa corda presa por ambas as extremidades para certas frequências (de ressonância) formam-se ondas estacionárias. A frequências (de ressonância) formam-se ondas estacionárias. A cada uma corresponde um modo de vibração com os nodos situados cada uma corresponde um modo de vibração com os nodos situados nas extremidades.nas extremidades.

Modo fundamental ou primeiro harmônicoModo fundamental ou primeiro harmônico

L

vf

Ln

21

1

21 11

CORDAS SONORASCORDAS SONORAS

Segundo harmônicoSegundo harmônico

Terceiro harmônicoTerceiro harmônico

L

vf

Ln

22

2

22 22

L

vf

Ln

23

3

23 33

Ondas, diferem do caso massa-mola devido a existência

de uma distribuição infinita de massa

ao longo do seu comprimento. Neste caso teremos infinitas freqüências de ressonância sendo uma a “fundamental” e seus múltiplos ou semitons.

Freqüência Fundamental

10 Harmônico

30 Harmônico

40 Harmônico

QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOMQUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM

É a qualidade que diferencia sons graves e agudos.É a qualidade que diferencia sons graves e agudos. Sons com grandes freqüências são sons agudos e sons com baixa Sons com grandes freqüências são sons agudos e sons com baixa

freqüência são sons graves.freqüência são sons graves.

agudo grave

Altura

É a qualidade que diferencia sons fracos e fortes.É a qualidade que diferencia sons fracos e fortes. Intensidade sonora é a potência sonora por unidade de área .Intensidade sonora é a potência sonora por unidade de área . A intensidade mínima da audição é, geralmente, IA intensidade mínima da audição é, geralmente, I00 = 10 = 10-12-12 W/m W/m22..

Intensidade

A intensidade do som está relacionada com energia que a onda A intensidade do som está relacionada com energia que a onda transfere e com a amplitude da onda.transfere e com a amplitude da onda.

FRACOFORTE

Um som de maior

volume

Uma onda sonora de maior

amplitude.

Maior transporte de energia pela onda

Som de maior intensidade

Intensidade física:Intensidade física:

• Unidade no SI:

sm

J

2 2m

W

tAE

I

PotênciaPt

E

AP

I

A = Área

E = Energia

t = tempo

P constante

A I

INTENSIDADE DO SOMINTENSIDADE DO SOM

Mínima intensidade física ou limiar de audibilidade (IMínima intensidade física ou limiar de audibilidade (Ioo): é o ): é o menor valor da intensidade física ainda audível, vale:menor valor da intensidade física ainda audível, vale:

212

m

W 10oI

• Máxima intensidade física ou limiar de dor (Imáx): é o maior valor da intensidade física suportável pelo ouvido, vale:

2mW

1máxI

Intensidade auditiva ou nível sonoro ( Intensidade auditiva ou nível sonoro ( ): ):

oII

log10 A unidade de nível sonoro, para a

equação dada, é o decibel (dB).

dBmWI

dBmWI

MáxMáx

oo

1201

0102

212

Um ambiente com:

40dB é calmo;

60dB é barulhento

mais de 80dB já constitui poluição sonora.

FonteFonte I/IoI/Io dBdB DescriçãoDescriçãoRespiração normalRespiração normal 101000 00 Limite de audiçãoLimite de audição

BibliotecaBiblioteca 101033 3030 Muito silenciosoMuito silencioso

Conversação normalConversação normal 101055 5050 Calmo Calmo

Caminhão pesadoCaminhão pesado 101099 9090 Exposição prolongada Exposição prolongada provoca danos no ouvidoprovoca danos no ouvido

Concerto rock (a 2 Concerto rock (a 2 m)m)

10101212 121200

Limite de dorLimite de dor

Jacto na Jacto na descolagemdescolagem

10101515 151500

Motor de fogueteMotor de foguete 10101818 181800

Exemplos:

Exemplos:

Timbre

Diferencia dois sons de mesma altura e de mesma intensidade produzidos por fontes sonoras diferentes.

Está relacionado com a forma da onda.Está relacionado com a forma da onda.

Diapasão

Flauta

Violino

Voz (letra a)

Clarineta

T

v

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DAS ONDASVELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DAS ONDAS

O eco se produz a uma distância mínima de 17 m do O eco se produz a uma distância mínima de 17 m do emissor.emissor.

Eco

REFLEXÃO DO SOMREFLEXÃO DO SOM

Exemplos:

Para distâncias menores 17m, não se percebem sons distintos, e Para distâncias menores 17m, não se percebem sons distintos, e sim um único som prolongado (reverberação) .sim um único som prolongado (reverberação) .

Som sem ecoSom sem eco

Som com ecoSom com eco

Som sem reverberaçãoSom sem reverberação

Som com reverberaçãoSom com reverberação

Reverberação

Infra-som: sons com freqüências abaixo de 20Hz. Não perceptível Infra-som: sons com freqüências abaixo de 20Hz. Não perceptível ao ser humano;ao ser humano;

Ultra-som: sons com freqüências acima de 20000Hz. Não Ultra-som: sons com freqüências acima de 20000Hz. Não perceptível ao ser humano;perceptível ao ser humano;

Som audível: sons com freqüências perceptíveis ao ser humano Som audível: sons com freqüências perceptíveis ao ser humano (20Hz a 20000Hz).(20Hz a 20000Hz).

Infra-som

Som audível

Ultra-som

0 20 20.000

f (Hz)

FREQUÊNCIA DO SOMFREQUÊNCIA DO SOM

Exemplos:

Formalismo Complexo para Descrição do Movimento Circular.

Mesmo no caso de uma oscilação muito complexa como um terremotoa velocidade de propagação depende do comprimento de onda e do tipode onda, dentre outros fatores.

A diferença de tempo de chegada das ondasem um terremoto permite a estimativa da distância do seu epicentro.

Ondas, propagam-se, e se há vinculo imposto na sua parteterminal o seu comportamento é assim:

Extremo Livre.Sem inversão da fase da onda refletida.

Extremo Fixo.Observa-se a inversãoda fase da onda refletida.

Se não há vinculo imposto na sua parte terminal o seu comportamento é assim:

Quando há mudança na propriedade do meio de propagação de uma onda também temos fenômenos de reflexão mas com inversão de fase.

Meio de densidade A. Meio de densidade B.

Observa-se INVERSÃO da fase da onda refletida.

Densidade de A < Densidade de B

Densidade de A > Densidade de B

Observa-se a NÃO inversão da fase da onda refletida.