SOM PRODUÇÃO E PROPAGAÇÃO DE UM SINAL SONORO

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Emanuel Sacramento Brás
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1 SOM Os sons são ondas mecânicas, vulgarmente utilizadas na comunicação. Podem ser produzidas de diversas maneiras, como, por exemplo, a fala, que resulta da vibração das cordas vocais, ou a música produzida por violino, que resulta da vibração das cordas do instrumento. Na origem de qualquer som está sempre a vibração de corpos ou partículas, que se transmite a todo o meio em redor da fonte sonora. PRODUÇÃO E PROPAGAÇÃO DE UM SINAL SONORO O som tem origem na vibração de um meio elástico. A produção do som ocorre devido às sucessivas compressões e rarefações do meio, como mostra a figura: Nas compressões verifica-se um aumento da pressão ou densidade do meio e nas rarefações verifica-se uma diminuição da pressão ou da densidade do meio. A figura que se segue mostra a representação gráfica deste fenómeno.

Na origem de qualquer som está sempre a vibração de corpos ou partículas, que se transmite a todo o meio em redor da fonte sonora.

2 Δp x/m No gráfico apresentado, Δp, representa a variação de pressão em relação à pressão de equilíbrio, ou seja, à pressão atmosférica. Δp = p p 0 p pressão do ar numa dada posição (x). p 0 pressão atmosférica (de equilíbrio). As compressões e as rarefações podem ser detetadas por um microfone ligado a um osciloscópio. CARATERÍSTICAS DAS ONDAS SONORAS Estas caraterísticas são as seguintes: Amplitude. Comprimento de onda. Período. Frequência. Velocidade.

As compressões e as rarefações podem ser detetadas por um microfone ligado a um osciloscópio.

3 QUALIDADES DO SOM Estas qualidades são as seguintes: Intensidade. Altura. Timbre. Duração. PROPRIEDADES DO SOM Estas propriedades são as seguintes: Reflexão. Refração. Difração. Absorção. VELOCIDADE DO SOM A velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio elástico onde se propaga. Normalmente o som tem uma maior velocidade nos sólidos e uma menor velocidade nos gases. As diferentes velocidades de propagação também se devem à natureza das partículas que constituem o meio e às forças que ligam essas partículas. No ar a velocidade é diretamente proporcional à temperatura e à humidade, não variando com a pressão ou com a frequência. Relativamente à temperatura, apresentam-se dados sobre a velocidade do som na tabela que se segue:

Normalmente o som tem uma maior velocidade nos sólidos e uma menor velocidade nos gases.

4 Temperatura do ar / 0 C Velocidade do som / ms , , , ,2 Como valor médio da velocidade do som no ar considera-se 340 m/s. SONS HARMÓNICOS O som emitido por um diapasão é um som harmónico, visto que a vibração que o origina é descrita por uma função seno (ou cosseno), ou seja, o sinal que se propaga é harmónico. Este som harmónico corresponde a uma única frequência e por isso também se designa som simples, ou puro. A velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio elástico onde se propaga. Se a frequência de uma onda sonora for elevada o som será agudo, se for baixa o som será grave. Em acústica a altura significa o mesmo que frequência: o som agudo chama-se alto e o grave chama-se baixo. Os sons podem ainda ser fortes ou fracos, consoante a sua intensidade. Entre dois sons com a mesma altura, é mais intenso o que tiver maior

Este som harmónico corresponde a uma única frequência e por isso também se designa som simples, ou puro. A velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio elástico onde se propaga.

5 amplitude; entre dois sons com a mesma amplitude, é mais intenso o que tiver maior frequência. SONS COMPLEXOS A maior parte dos sons são complexos, pois os seus sinais não são sinusoidais. Contudo, pode-se considerar que são compostos por sinais sinusoidais, e por isso neles podem ser decompostos. Um som complexo é a soma ou sobreposição de vários sons puros, ou seja, de vários harmónicos. Som harmónico Som harmónico Som complexo

Contudo, pode-se considerar que são compostos por sinais sinusoidais, e por isso neles podem ser decompostos.

6 O número de harmónicos e a sua proporção nos sons emitidos por instrumentos musicais é o que permite distinguir o som de um violino do de um clarinete. Além disso, é o que permite distinguir as vozes das diferentes pessoas. Esta caraterística do som designa-se por timbre. Os instrumentos musicais utilizam notas musicais cuja frequência é apresentada na seguinte tabela: Nota musical Dó Ré Mi Fá Sol Lá Si Frequência / Hz ESPETRO SONORO O ouvido humano tem uma sensibilidade limitada, tanto em frequência como em intensidade. Assim, a banda do audível de um ouvido humano, em boas condições, situa-se entre 20 Hz e Hz (espetro sonoro). Os sons de frequência inferior a 20 Hz designam-se por infrassons e os de frequência superior a Hz designam-se por ultrassons. Infrassons 20 Sons audíveis Ultrassons f/hz O ouvido humano só é sensível se a intensidade do som for maior que W/m 2 (limiar de audibilidade). Para intensidades acima de 1 W/m 2 (limiar de sensação dolorosa) poderão surgir danos irreparáveis no aparelho auditivo.

Os instrumentos musicais utilizam notas musicais cuja frequência é apresentada na seguinte tabela: Nota musical Dó Ré Mi Fá Sol Lá Si Frequência / Hz 264 297 330 352 396 498 528 ESPETRO SONORO O

7 REFLEXÃO DO SOM Ocorre quando há mudança da direção ou do sentido da propagação da onda sonora. Um dos efeitos desta propriedade é o eco. As superfícies lisas refletem bem o som. Um exemplo de aplicação desta propriedade do som é o sonar. Trata-se de um sistema de localização e prospeção de obstáculos por meio de ondas sonoras, ultrassons de frequências entre Hz a Hz, tirando partido da sua reflexão. Outro exemplo de aplicação desta propriedade do som é a ecografia. Neste caso, são utilizados ultrassons de frequência muito maior. Com a ecografia obtêm-se imagens do interior do corpo humano.

Trata-se de um sistema de localização e prospeção de obstáculos por meio de ondas sonoras, ultrassons de frequências entre 40 000 Hz a 50 000 Hz,

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