Ondas sonoras

Professor Dolhavan Barsante

• O que é o som e como ele é produzido?• O som é a propagação de uma perturbação num meio mecânico.• Obs.: Os sons são Ondas

Mecânicas, Longitudinais e Tridimensionais.

Som

Como ouvimos um som?

• As moléculas do ar junto à membrana do tímpano vibram, fazendo com que a membrana também comece a vibrar.

• A vibração do tímpano é transmitida ao sistema ósseo, constituído pelo martelo, bigorna e estribo (menores ossos do corpo humano), passando pelos canais semicirculares que fazem a ligação ao nervo auditivo.

• A vibração é convertida em impulso elétrico que é comunicado ao cérebro.

Imagem: Mike.lifeguard / GNU Free Documentation License

A Frequência do Som

Infrassom: sons com frequências abaixo de 20 Hz. Ultrassom: sons com frequências acima de 20 KHz. Som audível: sons com frequências perceptíveis ao ser humano (20 Hz a 20 KHz).

Espectro Sonoro

20 00020 frequência

Ultra-sonsSons audíveisinfra-sons

Sons musicais

Sons desagra-dáveis

5 00

0

Imagens:(aranha) Autor johnny automatic / CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication; (orelha) Autor David Benbennick /  GNU Free Documentation License; (morcego) Autor Ebaychatter0 / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.

Lembre: Sendo o som uma onda mecânica, ela não pode se propagar no vácuo!

Para refletir um pouco: As explosões no espaço são sempre mostradas nos cinemas acompanhadas de grandes estrondos. Isso acontece realmente? Ou seja, é possível ouvir o som de uma explosão no espaço?

A Velocidade do SomA velocidade de propagação das ondas sonoras é

independente da fonte sonora, dependendo apenas da natureza do meio material elástico que vibra. No ar, a 20 ºC, a velocidade do som é 343 m/s.

Como o som se propaga de molécula para molécula, então, QUANTO MAIOR A DENSIDADE do meio material em que o som se propaga, MAIOR A SUA VELOCIDADE nesse meio, visto que as moléculas estão mais próximas entre si, facilitando a propagação dessa perturbação.

Densidade Velocidade

Vsólido > Vlíquido > Vgasoso

Gasoso Líquido Sólido

Menor velocidade de propagação

Maior velocidade de propagação

Qualidade que permite diferenciar um som agudo (alta frequência) de um som grave (baixa frequência).

Obs.2: As notas musicais possuem alturas sonoras diferentes, isto é, cada nota possui uma frequência característica.

Qualidades do Som

Altura do Som

Obs.1: A altura do som depende apenas da frequência da fonte emissora.

Frequência baixa – som grave Frequência alta – som agudo

Qualidade que permite diferenciar duas ondas sonoras de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas. É a “Identidade do som”.

Qualidades do Som

Timbre do Som

Obs.: O timbre está relacionado à forma da onda emitida pelo instrumento.

Flauta Xilofone

Imagens: Autor desconhecido / disponibilizado por Cralize / GNU Free Documentation License.

Qualidade que permite diferenciar um som forte de um som fraco.

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

Um som de maior

volume

Uma onda sonora de maior

amplitude.

Maior transporte de energia pela onda

Som de maior intensidade

Qualidades do Som

Intensidade do Som

Som forte

Som fraco

Am

plitu

de

Tempo

É a intensidade sonora percebida ou detectada pelo sistema auditivo humano. É medida em decibel (dB).

Nível Sonoro 140

130

120

110

100

125

115

105

9095

8085

7075

60

65

50

55

40

45

3035

10

25155

0 Limiar da audição (dB)

Parque

Quarto

BibliotecaConversa

Trânsito intenso Escritório

Walkman Banda rock

Decolagem de um avião

Limiar da dor

Entre 30 e 60 dB:

- distúrbios psíquicos de irritação;

- perda de atenção;

- em alguns casos: diminuição e perda da libido e da potência sexual.

Efeitos Fisiológicos do som

Entre 60 e 90 dB:

- aceleração do ritmo

cardíaco;

- surgimento da fadiga.

- reações neurovegetativas;

- aumento da tensão arterial;

Efeitos Fisiológicos do som

Acima de 90 dB os riscos são considerados críticos.

A partir de 140 dB podem produzir surdez irreversível, ainda que de curta duração.

Efeitos Fisiológicos do som

Fenômenos sonorosPersistência auditiva: tempo que leva para deixarmos de perceber um som (0,1 s - tempo necessário para ocorrência de eco.)

Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes distintas.

Reverberação: Em grandes salas fechadas, ocorre o encontro do som com as paredes. Esse encontro produz reflexões múltiplas que, além de reforçar o som, prolongam-no durante algum tempo depois de cessada a emissão.

Vamos Exercitar?

Para responder(UNIRIO) Dois operários, A e B, estão parados no pátio de uma fábrica. Em certo instante, a sirene toca. O operário B ouve o som da sirene 1,5 s após o operário A tê-lo ouvido. Considerando a velocidade do som constante e de módulo 340 m/s, a distância, em metros, entre os dois operários é:

Solução

?

340

5,1

d

smV

st

Dados Som

Som

𝒗 𝒔𝒐𝒎=𝒅

∆ 𝒕 𝒔𝒐𝒎⟹𝟑𝟒𝟎=

𝒅𝟏 ,𝟓

𝒅=𝟓𝟏𝟎𝒎

VSom

tSom

d

Exercícios

Páginas 181 e 182Nº 1 a 7.

Páginas 184 e 185Nº 1 a 5.