Ondas sonoras
Borges e Nicolau
Fontes vibrando produzem compressões e descompressões sucessivas do ar e geram ondas mecânicas longitudinais denominadas ondas sonoras.
A onda sonora poderá ou não ser audível, dependendo do valor da frequência com que a fonte vibra. Uma pessoa com audição normal ouve ondas sonoras de frequências compreendidas entre 20 Hz e 20.000 Hz. É claro que esses limites variam de pessoa para pessoa.
As ondas sonoras de frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz constituem os sons (ou sons audíveis). As ondas sonoras de frequências inferiores a 20 Hz são denominadas infrassons e as de frequências superioriores a 20.000 Hz são chamadas ultrassons.
Velocidade das ondas sonoras
De um modo geral, podemos dizer que a velocidade de propagação das ondas sonoras nos meios sólidos é maior do que nos meios líquidos que, por sua vez, é maior do que nos meios gasosos. Observe na tabela a velocidade de propagação do som, a 15 ºC, no ferro, na água e no ar atmosférico:
Qualidades fisiológicas do som
O sistema auditivo humano consegue distinguir no som certas características chamadas qualidades fisiológicas do som. São elas: a altura, a intensidade e o timbre.
Altura de um som
A altura é a qualidade que permite classificar um som em grave ou agudo.
Entre dois sons, o de menor frequência é mais grave (ou mais baixo), enquanto o de maior frequência é mais agudo (ou mais alto).
Sejam dois sons de frequências f1 e f2, tais que f1 ≥ f2, define-se intervalo i entre esses dois sons pela relação:
i = f1/f2
Se i = 1, isto é, f1 = f2, temos o intervalo de uníssono.
Se i = 2, isto é, f1 = 2 f2, o intervalo é denominado intervalo de uma oitava.
Esse nome vem do fato de que entre o primeiro som (f1) e o último som (f2) existirem oito notas musicais em sequência, incluindo as extremas.
Esse nome vem do fato de que entre o primeiro som (f1) e o último som (f2) existirem oito notas musicais em sequência, incluindo as extremas.
Entre muitos outros existem ainda o intervalo de tom maior (i = 9/8), o intervalo de tom menor (i = 10/9) e o intervalo de semitom (i = 16/15).
Intensidade de um som
A intensidade é a qualidade que permite distinguir um som fraco (isto é, de pequena intensidade) de um som forte (isto é, de grande intensidade).
Vamos indicar por ΔE a energia associada a uma onda sonora que atravessa uma superfície de área A, perpendicular à direção de propagação, durante um intervalo de tempo Δt.
Por definição a intensidade energética da onda é a grandeza I dada por:
I = ΔE/Δt.A
Mas P = ΔE/Δt é a potência da onda. Logo:
A unidade SI de intensidade sonora é W/m2.
I = P/A
A unidade SI de intensidade sonora é W/m2.
A intensidade energética mínima I0 abaixo da qual é impossível ouvir um som, chama-se limiar de audibilidade. O valor médio adotado é I0 = 10-12 W/m2.
Além da intensidade energética, costuma-se definir intensidade fisiológica, mais conhecida como nível sonoro NS, relacionado com a sensação auditiva que a onda sonora provoca.
Considerando um som de intensidade energética I, e sendo I0 o limiar de audibilidade, o nível sonoro NS desse som, expresso na unidade decibel (símbolo: dB) é definido pela relação:
NS = 10.log (I/I0)
Timbre de um som
O timbre é a qualidade que permite distinguir sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes diferentes.
Uma mesma nota musical, tocada por uma flauta e por um violino, soa de forma diferente, de modo a possibilitar a identificação do instrumento.
Exercícios básicos
Exercício 1:
Da boca de um poço de profundidade 57,8 m um menino, dotado de um cronômetro, abandona uma pedra. Depois de 3,57 s ele ouve o som produzido pelo impacto da pedra com a água. Qual é a velocidade de propagação do som no ar nas condições descritas. A aceleração da gravidade é 10m/s2.
Resolução: clique aqui
Exercício 2:
Na extremidade A de um trilho de ferro AB de comprimento L é dada uma martelada. O som atinge a extremidade B propagando-se no ar e no ferro. Um aparelho receptor instalado em B mede a diferença entre os intervalos de tempo de chegada do som em B, registrando o valor Δt. Sejam var e vferro as velocidades de propagação do som no ar e no ferro, respectivamente. Calcule o comprimento L do trilho em função de var, vferro e Δt.
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
São dados dois sons de frequências 600 Hz e 300 Hz. Assinale as afirmativas corretas:
I) O som de 600 Hz é mais grave do que o de 300Hz.
II) O som de 600 Hz é mais alto do que o som de 300Hz.
III) O intervalo entre os dois sons é de uma oitava.
IV) O som de 600 Hz tem maior intensidade do que o de 300 Hz.
Resolução: clique aqui
Exercício 4:
O silêncio corresponde a uma intensidade energética I0 = 10-12 W/m2. Num aeroporto consta-se uma intensidade energética I = 102 W/m2 , próximo a um avião a jato aterrissando. Neste local, qual é, no momento, o nível sonoro? Dê a resposta em decibel?
Resolução: clique aqui
Exercício 5:
Um nível sonoro de 80 dB (por exemplo, de uma avenida movimentada) corresponde a uma intensidade energética _________ vezes maior do que a do nível sonoro de 50 dB (por exemplo,de um carro regulado) O número que preenche o espaço indicado no texto é:
a) 10
b) 30
c) 100
d) 1000
e) 10000
Resolução: clique aqui
Exercício 1:
Da boca de um poço de profundidade 57,8 m um menino, dotado de um cronômetro, abandona uma pedra. Depois de 3,57 s ele ouve o som produzido pelo impacto da pedra com a água. Qual é a velocidade de propagação do som no ar nas condições descritas. A aceleração da gravidade é 10m/s2.
Resolução: clique aqui
Exercício 2:
Na extremidade A de um trilho de ferro AB de comprimento L é dada uma martelada. O som atinge a extremidade B propagando-se no ar e no ferro. Um aparelho receptor instalado em B mede a diferença entre os intervalos de tempo de chegada do som em B, registrando o valor Δt. Sejam var e vferro as velocidades de propagação do som no ar e no ferro, respectivamente. Calcule o comprimento L do trilho em função de var, vferro e Δt.
Resolução: clique aqui
Exercício 3:
São dados dois sons de frequências 600 Hz e 300 Hz. Assinale as afirmativas corretas:
I) O som de 600 Hz é mais grave do que o de 300Hz.
II) O som de 600 Hz é mais alto do que o som de 300Hz.
III) O intervalo entre os dois sons é de uma oitava.
IV) O som de 600 Hz tem maior intensidade do que o de 300 Hz.
Resolução: clique aqui
Exercício 4:
O silêncio corresponde a uma intensidade energética I0 = 10-12 W/m2. Num aeroporto consta-se uma intensidade energética I = 102 W/m2 , próximo a um avião a jato aterrissando. Neste local, qual é, no momento, o nível sonoro? Dê a resposta em decibel?
Resolução: clique aqui
Exercício 5:
Um nível sonoro de 80 dB (por exemplo, de uma avenida movimentada) corresponde a uma intensidade energética _________ vezes maior do que a do nível sonoro de 50 dB (por exemplo,de um carro regulado) O número que preenche o espaço indicado no texto é:
a) 10
b) 30
c) 100
d) 1000
e) 10000
Resolução: clique aqui
Nenhum comentário:
Postar um comentário