PROFESSOR HERBERT
"Uma verdade matemática não é simples nem complicada por si mesma. É uma verdade." (Emile Lemoine)
Acústica
Som
O ouvido íntegro pode ser sensibilizado por uma onda mecânica que se propaga num campo ondulatório (meio material), como o ar, desde que essa onda apresente intensidade suficiente e sua freqüência encontre-se dentro de um certo intervalo subjetivo. À estas sensibilizações denominaremos porsensações sonoras. Em geral, ao estudo da produção (fontes sonoras), propagação e fenômenos correlatos sofridos pela onda mecânica sonora ou audível, denomina-se Acústica e, em particular, denominaremos por som à toda onda mecânica nas condições acima especificadas (intensidade suficiente e freqüência limitada num certo intervalo). Se a freqüência da onda sonora pertence ao intervalo subjetivo (depende do observador), 16Hz -------- 20000 Hz, esse som é audível para o ser humano.
Ultra-som e Infra-som
Ondas longitudinais de freqüências superiores a 20 kHz, caracterizam sons inaudíveis e denominam-seultra-sons; e aquelas de freqüências inferiores a 16 Hz, também inaudíveis, são ditas infra-sons.
Qualidade fisiológica do som:
As qualidades fisiológicas são as três qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir no som. Essas qualidades são:
• Altura ou tom;
• A intensidade auditiva ou a sonoridade;
• Timbre.
Vejamos um ouvido humano:
Altura (ou tom):
A altura é considerada a qualidade que faz com que o ouvido possa distinguir um som baixo (grave) de um som alto (agudo).
Som baixo (grave) – baixa freqüência.
Som alto (agudo) – alta freqüência.
Comparando sons pelas suas alturas (freqüências médias)
Intervalo acústico entre dois sons:
Este intervalo é considerado uma grandeza adimensional representada por i, que é dada pelo quociente existente entre as freqüências (f2 e f1) Dos seguintes sons:
i=f2/f1 (onde f2≥f1)
Um exemplo de intervalo acústico é a escala musical natural, onde um de seus intervalos mais importante é a oitava, onde i = 2, ou seja, a freqüência de nota mais aguda é o dobro da freqüência da nota mais grave, um exemplo disso é que dois dós consecutivos no teclado estão no meio de uma oitava.
Intensidade auditiva (ou sonoridade):
Fontes: http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_t01.asp
http://www.colegioweb.com.br/acustica/qualidades-fisiologicas-do-som.html#ixzz3hwg8bg4l
A Propagação do Som
Já foi descrito no texto acima que o som é uma onda mecânica longetudinal e que se propaga através de variações no meio material. Já que o som necessita de moléculas para ser "transportado", o modo que essas moléculas estão organizadas altera a velocidade que o som se propaga. De modo geral, quanto mais denso um material, maior será a velocidade de propagação do som.
Então, tudo que altera a densidade também altera a velocidade de propagação do som, como por exemplos:
-
O estado físico da matéria ( sólido, liquido e gasoso)
-
A pressão
-
A temperatura
Assim , entendemos também que o som não de propaga no vácuo, pois neste meio não há moléculas.
Confira na tabela abaixo a velocidade de propagação do som em alguns materiais.
Calculando a velocidade do som:
Reflexão do Som
A propagação de uma onda sonora pode ser perturbada pela existência de obstáculos à sua frente ou pela mudança de uma meio material para outro diferente. As consequências dessa perturbação podem ir desde o abrandamento da onda e/ou do seu desvio até ao impedimento da sua propagação.
Um dos fenômenos que influenciam a propagação do som é Reflexão, sendo o eco uma de suas consequencias.
O eco acontece, quando o som emitido e o som refletido são ouvidos como distintos e, para que isso ocorra é necessário que o intervalo de tempo entre os dois sons seja superior a 0,1 segundo, pois esse é o tempo mínimo necessário para que o ouvido humano possa distingui-los.
Como a velocidade de propagação do som no ar é de aproximadamente 340m/s, torná-se preciso que o obstáculo onde o som será refletido esteja a uma distância mínima de 17m da fonte emissora do som.
Note que em 0,1 segundos o som propaga-se até ao obstáculo e volta para trás. Ao todo "percorre" 34 metros.
Para saber a distância a que devemos estar do obstáculo devemos dividir este resultado por dois:
Exercício Resolvido:
Um navio equipado com um sonar pretende medir a profundidade de um oceano. Para isso, o sonar emitiu um Ultra-Som que foi reflectido no fundo do oceano e regressou ao navio 1,2 segundos após ter sido emitido. Sabendo que a velocidade do som na água do mar é de 1520 m/s, determina a profundidade do oceano.
Em 1,2 segundos o som propaga-se a uma distância de 1824 metros. Mas neste intervalo de tempo o som foi e voltou, correspondendo a 2 distâncias até ao fundo do oceano. Assim, para sabermos a distância desde o barco até ao fundo do oceano devemos dividir a distância total por 2:
Exercícios - Velocidade e Reflexão do som
