CURCEP 2015 ACÚSTICA

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Augusto Almeida Medina
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1 CURCEP 2015 ACÚSTICA FÍSICA B PROF.: BORBA

2 INTRODUÇÃO É o segmento da Física que interpreta o comportamento das ondas sonoras audíveis frente aos diversos fenômenos ondulatórios. ONDA SONORA: Onda mecânica, longitudinal e tridimensional.

3 VELOCIDADE DO SOM A velocidade do som depende das condições do meio em que ele se propaga. Aviões supersônicos: possuem velocidade maior que o som no ar. Meio Temperatura V (m/s) Ar 20º C 340 Água 0º C 1500 Ferro 0º C 4480

estribo) Quando o som chega no ouvido interno ele é amplificado de 30 a 60 vezes

4 Ouvido externo: capta o som. FISIOLOGIA DA AUDIÇÃO Tímpano leva o som para o ouvido médio (martelo, bigorna e estribo) Quando o som chega no ouvido interno ele é amplificado de 30 a 60 vezes pela janela oval no inicio do labirinto e caracol. No ouvido interno estão as terminações nervosas que se comunicam com o cérebro).

5 QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM: INTENSIDADE ALTURA TIMBRE

6 ALTURA DO SOM Qualidade que permite diferenciar som grave e som agudo. A altura de um som depende apenas de sua freqüência, E NÃO DO VOLUME!!!!

7 ALTURA DO SOM Infra Som Som Audível Ultra Som 20 Hz 20 khz Altura Som Audível Alto: AGUDO (Alta freqüência) Baixo: GRAVE (baixa freqüência)

8 INTERVALO ACÚSTICO O Intervalo entre dois sons é a razão entre as freqüências destes sons. I f f 1 2 Se I = 2; dizemos que o intervalo entre os dois sons é uma oitava. Intervalo Acústico Razão de freqüência Unissono 1:1 Oitava 2:1 Tom maior 10:9 Tom menor 16:15

9 ESCALAS MUSICAIS Seqüência de notas musicais dispostas em ordem crescente de freqüências. GAMA: Conjunto de notas dentro de 1 oitava. OBSERVAÇÃO IMPORTANTE! Duas Notas musicais iguais possuem mesma freqüência, ou seja, mesma altura.

10 INTENSIDADE SONORA DEFINIÇÃO: I ΔE Δt.a É a quantidade de energia sonora que atravessa a unidade área de uma superfície disposta perpendicularmente à direção de propagação, na unidade de tempo.

11 I SILENCIO ABSOLUTO INTENSIDADE SONORA Pot a SOM FISIOLÓGICO Potência da fonte (Watts) Área atravessada pelo som (m 2 ) POLUIÇÃO SONORA I (W/m 2 ) LIMIAR DE AUDIBILIDADE

16 INTENSIDADE SONORA SOM FORTE SOM FRACO Intensidade Alta Baixa Intensidade Onda Sonora com amplitude Alta VOLUME MAIOR Onda Sonora com amplitude baixa VOLUME MENOR

17 NÍVEL SONORO É a intensidade sonora percebida ou detectada pelo sistema auditivo humano. DEFINIÇÃO MATEMÁTICA: β 10.log I Io SILÊNCIO ABSOLUTO SOM FISIOLÓGICO POLUIÇÃO SONORA decibel Limiar de audibilidade Limiar de dor

18 TIMBRE Está relacionado à forma da onda. Permite distinguir dois sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas.

20 REFLEXÃO DO SOM Quando as ondas sonoras atingem um obstáculo fixo, como uma parede, elas sofrem reflexão com inversão de fase. Reverberação: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes sem distinção (intervalo menor que 0,1s). Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes distintas (intervalo maior que 0,1s).

21 Para v som = 340 m/s

22 FONTES DE ONDAS SONORAS Cordas Sonoras 1º HARMÔNICO Som fundamental 2º HARMÔNICO 3º HARMÔNICO

23 CORDAS SONORAS

24 FONTES DE ONDAS SONORAS Tubos Sonoros Abertos 1º HARMÔNICO Som fundamental 2º HARMÔNICO

25 FONTES DE ONDAS SONORAS Tubos Sonoros fechados 1º HARMÔNICO Som fundamental 2º HARMÔNICO

fonte, devido ao movimento relativo entre eles.

26 EFEITO DOPPLER É o fenômeno pelo qual um observador percebe uma freqüência diferente daquela emitida por uma fonte, devido ao movimento relativo entre eles. Aproximação Afastamento Som percebido é mais alto. Som percebido é mais baixo.

27 EFEITO DOPPLER

28 EXERCÍCIOS: 01. Para pesquisar a profundidade do oceano numa certa região, usa-se um sonar instalado num barco em repouso. O intervalo de tempo decorrido entre a emissão do sinal (ultrasom de freqüência 75 khz) e a resposta do barco (eco) é de 1 s. Supondo o módulo de velocidade de propagação do som na água igual a 1,5x10 3 m/s, qual é a profundidade do oceano, na região considerada?

29 02. (UFPE) Diante de uma grande parede vertical, um garoto bate palmas e recebe o eco um segundo depois. Se a velocidade do som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir que a parede está situada a uma distância aproximada de: a) 17 m b) 34 m c) 68 m d) 170 m e) 340 m

30 03. A intensidade do som, em m W/m 2, em um jardim sossegado, é da ordem de Em um restaurante, tal valor é de Se o limiar da audição se dá a 10-6 nas mesmas unidades, o nível sonoro em db é: a) 20 para o jardim e 50 para restaurante; b) 20 para o jardim e 500 para o restaurante; c) 2 para o jardim e 5 para o restaurante; d) 100 para jardim e 10 5 para o restaurante; e) 50 para o jardim e 20 para o restaurante.

31 04. Uma ambulância com a sirene ligada, emite um som de frequencia 520Hz. Admitindo-se que a velocidade do som no ar é de 340m/s e que a ambulância possui velocidade constante de 80m/s, determine a frequencia percebida por um observador parado na calçada quando a ambulância: a) se aproxima do observador; [Resposta: 681Hz] b) se afasta do observador. [Resposta: 421Hz]

32 05. (Ufsm) Uma sala de concertos deve permitir uma percepção clara dos sons, por isso deve estar livre de eco e o tempo de reverberação deve ser pequeno. Assim, I. na reverberação, trens de onda emitidos simultaneamente pela mesma fonte sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam ao ouvinte em instantes de tempo diferentes, mas não são percebidos como sons separados. II. o fenômeno de reverberação pode ser explicado considerando-se a interferência dos trens de onda emitidos pela mesma fonte. III. no eco, trens de onda emitidos simultaneamente pela mesma fonte sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam ao ouvinte em instantes de tempo diferentes e são percebidos como sons separados. Está(ão) correta(s): a) apenas I. b) apenas II. c) apenas III. d) apenas I e III. e) apenas II e III.

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