ACÚSTICA. Professor Paulo Christakis, M.Sc. 05/09/2016 1

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1 ACÚSTICA 05/09/2016 1

2 O QUE É ACÚSTICA? Acústica é o ramo da Física que estuda a propagação das ondas sonoras. O som é originado a partir da vibração da matéria em camadas de compressão e rarefação, sendo transmitido por intermédio dos meios materiais. 05/09/2016 2

3 Quando se vibra uma lâmina, por exemplo, ela começa a oscilar para a esquerda e para a direita. 05/09/2016 3

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5 Por causa desse movimento, as moléculas de ar sofrem compressão e expansão e ocorre uma transferência de energia entre elas na direção do movimento da lâmina, produzindo, com isso, ondas longitudinais. Essa energia transfere-se de molécula para molécula até chegar ao ouvido. 05/09/2016 5

6 As ondas sonoras, ao atingirem o ouvido, fazem vibrar uma membrana denominada tímpano, que as transmite ao cérebro por meio de impulsos elétricos, causando a sensação sonora. 05/09/2016 6

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8 O ouvido humano tem sensação auditiva para sons emitidos em uma faixa de frequência que varia de 20 Hz até Hz. O som de frequências menores que 20 Hz é denominado infrassom (abalo sísmico, por exemplo) e o de frequências superiores a Hz é chamado de ultrassom (que pode ser ouvido por alguns animais, como o morcego). 05/09/2016 8

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13 VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM Por ser uma onda mecânica, o som necessita de um meio material para se propagar. É comum perceber a propagação do som no ar, embora também possa se propagar nos meios sólidos e líquidos. 05/09/

14 A velocidade de propagação do som depende das características do meio, como densidade, temperatura etc. No ar, a velocidade do som é de aproximadamente 340 m/s. 05/09/

15 Já em um meio líquido, como a água, o som se propaga com velocidade de aproximadamente 1500 m/s. O meio mais eficiente para a propagação do som é o sólido. No vidro, a velocidade do som é de aproximadamente 4500 m/s. 05/09/

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17 Você já deve ter ouvido falar sobre a existência do avião supersônico. O que significa esse termo? Simplesmente que essa nave consegue desenvolver uma velocidade maior que 340 m/s, sendo mais rápida que o próprio som que ela produz. 05/09/

18 FONTES SONORAS As fontes sonoras referem-se a todos os dispositivos capazes de produzir som em um meio material, ou seja, que produzem ondas sonoras com frequência entre 20 Hz e Hz. 05/09/

19 No cotidiano, são chamados de instrumentos musicais. Relembre, a seguir, alguns exemplos de fontes sonoras: cordas sonoras: violão, violino, piano etc. membranas sonoras: tambor, pandeiro etc. tubos sonoros: flauta, órgão etc. hastes vibrantes: diapasão, triângulo etc. 05/09/

20 QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM O som possui as seguintes qualidades fisiológicas: Altura Intensidade Timbre 05/09/

21 Altura É a qualidade fisiológica que permite distinguir um som grave de um som agudo. A altura do som é caracterizada pela frequência do som emitido. Som agudo = som alto = som de alta frequência (Figura 1) 05/09/

22 Som grave = som baixo = som de baixa frequência (Figura 2) 05/09/

23 Intensidade É a qualidade que permite distinguir um som forte de um som fraco. Ao acionar o botão de volume do som, por exemplo, altera-se a sua intensidade, ou seja, ao acionar o botão do volume identificado como (+), deixa-se o som mais forte; ao acionar o botão ( ), deixa-se o som mais fraco. Ao alterar a intensidade, altera-se a amplitude da onda. 05/09/

24 Som fraco = amplitude menor (Figura 1) 05/09/

25 Som forte = amplitude maior (Figura 2) 05/09/

26 Timbre O timbre é a qualidade que permite distinguir os sons da mesma altura e mesma intensidade quando produzidos por meios diferentes. O timbre está relacionado com o formato da onda. Uma nota dó produzida por um violino, por exemplo, soa diferente da mesma nota produzida por um piano. 05/09/

27 Quando uma pessoa imita a voz de outra, a imitação é parecida porque se consegue emitir sons com a mesma altura e a mesma intensidade. No entanto, não se consegue emitir o mesmo timbre, ou seja, a onda com o mesmo formato. 05/09/

28 REFLEXÃO DO SOM A reflexão do som ocorre quando uma onda atinge um obstáculo e se propaga em sentido inverso ao da onda incidente. As características da onda refletida são as mesmas da onda incidente. A reflexão do som origina dois fenômenos: o eco e a reverberação. 05/09/

29 Eco O ouvido humano percebe sons distintos com intervalo de 0,1 s. Como a velocidade do som no ar é de 340 m/s, em um intervalo de tempo de 0,1 s, o som percorre 34 m. Para uma pessoa perceber o eco de um som, é necessário que fique situada a uma distância maior ou igual a 17 m do obstáculo. 05/09/

30 Na formação do eco, o som incidente distingue-se do som refletido. O eco, por exemplo, é utilizado pelo sonar para medir a profundidade do oceano, localizar cardumes etc. 05/09/

31 Reverberação Se a distância for menor que 17 m, o ouvido não distingue o som incidente do som refletido. Nesse caso, ocorre a superposição dos sons, alterando a sua intensidade e tornando-os, portanto, confusos. 05/09/

32 O efeito da reverberação pode ser diminuído revestindo-se as paredes e os móveis, por exemplo, bem como as cadeiras de um teatro, partes do cenário dos palcos etc. 05/09/

33 REFRAÇÃO DO SOM A refração ocorre quando uma onda passa de um meio para outro. Na refração de uma onda, ocorre alteração da velocidade e do comprimento de onda, entretanto, a frequência da onda não se altera. Quando uma onda sonora passa do ar para a água, por exemplo, tem a sua velocidade aumentada, pois nos líquidos o som propaga-se mais rapidamente do que nos gases. 05/09/

34 RESSONÂNCIA Toda matéria é capaz de vibrar, desde que receba, para isso, uma energia com frequência igual à sua frequência natural de vibração. Essa energia faz a matéria vibrar com amplitudes cada vez maiores. 05/09/

35 Dessa forma, o limite de elasticidade do material pode ser alcançado, fazendo-o romper-se. É por isso que um cantor de ópera pode, com sua voz aguda, quebrar uma taça de cristal esse é o fenômeno da ressonância. 05/09/

36 DIFRAÇÃO DO SOM A difração é a propriedade que as ondas têm de contornar um obstáculo (Figura 1) ou de passar por um orifício (Figura 2). O fenômeno da difração ocorre com todas as ondas, como o som e a luz. 05/09/

37 A difração ocorre mais facilmente com as ondas sonoras, já que possuem comprimento de onda grande (entre 2 cm e 20 m). É por isso que é possível ouvir uma pessoa falar, mesmo que não se possa vê-la. 05/09/

38 Já com relação à luz, a difração é mais difícil de ser observada, pois o seu comprimento de onda é pequeno 5.10(-7)m. Portanto, a difração acontece quando a onda passa por um orifício ou contorna um obstáculo cuja dimensão é da ordem de seu comprimento de onda. 05/09/

39 Referências Os fundamentos da física. Disponível em: < Acesso em: 01/09/2016. Desenhos e charges. Disponíveis na internet. Acesso em: 01/09/ /09/

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