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Acústica: conceitos básicos Ondas sonoras: Consistem na vibração do meio no qual se propagam (o ar, por exemplo). São ondas mecânicas (necessitam de um meio para vibrar). São longitudinais quando se propagam em gases e líquidos, podendo ser transversais ou mistas quando se propagam em sólidos. A velocidade de propagação depende do meio em que se encontra. Para o ar: v = 340 m/s (temperatura por volta de 20 ºC). Sofrem reflexão, refração e difração como qualquer onda. Vale a relação v = l.f. Faixa audível: l máx = V/f min = 340/20 = 17 m l min = V/f máx = 340/20000 = 0,017 m Sensibilidade auditiva: o sistema auditivo humano não é igualmente sensível para todas as frequências no intervalo de 20 Hz até 20 khz. Somos menos sensíveis nos extremos do intervalo auditivo.

Acústica: conceitos básicos b(db) Sensibilidade auditiva: o sistema auditivo humano não é igualmente sensível para todas as frequências no intervalo de 20 Hz até 20 khz. Somos menos sensíveis nos extremos do intervalo auditivo.

Acústica: propriedades do som Intensidade Nos permite distinguir sons fracos (menor energia, menor volume) de sons fortes (maior energia, maior volume). A Intensidade do som está ligada à amplitude (A) da onda. Som de maior amplitude, mais intenso, mais energia, maior volume. Som de menor amplitude, menos intenso, menos energia, menor volume. Observação: os dois sons têm mesma frequência, mas são diferentes na amplitude.

Acústica: propriedades do som Altura Nos permite distinguir sons baixos (mais graves) de sons altos (mais agudos). A Altura do som está ligada à frequência (f) da onda. Som de menor frequência, mais baixo, mais grave. Som de maior frequência, mais alto, mais agudo. Observação: os dois sons têm mesma amplitude, logo mesmo volume, mas são diferentes na frequência.

Acústica: propriedades do som Timbre Nos permite distinguir sons pela sua personalidade própria. Sons demesma amplitude (mesma intensidade) e mesma altura (mesma frequência) podem soar bem diferentes. O Timbre do som está ligado à sua complexidade harmônica, caracterizada pelo perfil da onda. Observação: todos os três sons acima têm mesma frequência, mas soam diferentes pois apresentam perfis (timbres) distintos.

Acústica: Série de Fourier Sobrepondo harmônicos, devidamente calculados, podemos conseguir qualquer perfil de onda. Essa série harmônica é conhecida como Série de Fourier. Exemplo: onda quadrada Wikipedia.org

Acústica: conceitos básicos Exercício 1 (PUC-RS 2015) Nossos sentidos percebem de forma distinta características das ondas sonoras, como: frequência, timbre e amplitude. Observações em laboratório, com auxílio de um gerador de áudio, permitem verificar o comportamento dessas características em tela de vídeo e confrontá-las com nossa percepção. Após atenta observação, é correto concluir que as características que determinam a altura do som e a sua intensidade são, respectivamente, a) frequência e timbre. b) frequência e amplitude. c) amplitude e frequência. d) amplitude e timbre. e) timbre e amplitude. Resolução Quanto mais alto é um som, mais alta é a sua frequência. Altura é a característica sonora associada à frequência. Quanto mais intenso é um som, maior é a sua amplitude. Intensidade é a característica sonora associada à amplitude.

Acústica: conceitos básicos Exercício 2 (Enem 2015) Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(a): a) intensidade sonora do som de cada instrumento musical. b) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais. c) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical. d) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes. e) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais. Resolução A mesma nota musical significa a mesma altura, ou seja, a mesma frequência. Mas instrumentos diferentes, ainda que tocando a mesma nota musical, ou seja, com a mesma altura (mesma frequência) vão soar diferentes porque suas ondas sonoras terão composição harmônica distinta, o que lhes confere perfil (ou formato) distinto. Essa característica sonora é conhecida por timbre.

Acústica: conceitos básicos a) a cabeça do espectador não é suficientemente grande comparada ao comprimento de onda do som. b) o comprimento de onda do som é muito menor do que a cabeça do espectador. c) as ondas sonoras atravessam facilmente a cabeça do espectador. d) a cabeça do espectador ressoa a onda sonora. Exercício 3 (CPS) Você está na avenida assistindo a um desfile de escola de samba, ao ar livre, e a cabeça de um espectador se interpõe entre você e a bateria. Apesar da interposição você continua ouvindo a bateria porque: e) o som é refletido pela cabeça do espectador. Observação: a cabeça do espectador não impede a difração do som mas impede a difração da luz. Logo, a cabeça do espectador não impede a audição do som da bateria mas atrapalha a visão da bateria que passa à nossa frente.

Acústica: batimento Quando duas ondas de frequências próximas (f) e (f + Df) se sobrepõem, surge uma onda resultante (interferência) com amplitude modulada que cresce e decresce com frequência Df. Esse fenômeno é conhecido como batimento. www.acs.psu.edu

Acústica: propriedades do som Exercício 4 (Uece 2010 - adaptada) Os termos a seguir estão relacionados às ondas sonoras. I. Volume se refere à intensidade da sensação auditiva produzida por um som e depende da intensidade. II. Altura se refere a uma qualidade da onda que depende somente da sua frequência: quanto menor a frequência, maior a altura. III. Batimento se refere às flutuações na intensidade do som quando há interferência de duas ondas sonoras de mesma frequência. IV. Timbre é uma característica que depende da frequência e da intensidade dos tons harmônicos que se superpõem para formar a onda sonora. Está correto o que se afirma em: a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) III e IV, apenas. d) I e IV, apenas.

Acústica: propriedades do som Exercício 5 (UFPR adaptada) A velocidade de propagação do som num gás é de 300 m/s. Um diapasão vibrando neste gás gera uma onda com comprimento de onda de 2,0 cm. É correto afirmar que: Resolução 01 a frequência do diapasão é de 60,0 Hz. m 300 v f s 15 khz l 0,02 m 02 a onda emitida pelo diapasão corresponde a um infrassom. 04 outro diapasão que vibrasse com a frequência de 5,0 khz emitiria um som cujo comprimento de onda seria de 6,0 cm nesse gás. m 300 l v s 60 6 6 cm f 3 1 5 10 1000 100 s Soma: 04.

Acústica: propriedades do som Exercício 6 (PUC-RS) O eco é o fenômeno que ocorre quando um som emitido e seu reflexo em um anteparo são percebidos por uma pessoa com um intervalo de tempo que permite ao cérebro distingui-los como sons diferentes. Para que se perceba o eco de um som no ar, no qual a velocidade de propagação é de 340 m/s, é necessário que haja uma distância de 17,0 m entre a fonte e o anteparo. Na água, em que a velocidade de propagação do som é de 1.600 m/s, essa distância precisa ser de: a) 34,0 m b) 60,0 m c) 80,0 m d) 160,0 m e) 320,0 m O intervalo de tempo Dt entre os dois sons (o original que percorreu 17 m na ida e o refletido que percorreu 17 m na volta) para que possam ser ouvidos separadamente pode ser calculado por: 34m DS V Dt (17 17) 340 t D Dt 0,1 s m 340 s Na água, um som que viaja com velocidade de 1600 m/s deve percorrer 2d (ida + volta) nesse mesmo intervalo de tempo. Logo: m 160 m DS V Dt 2d 1600 0,1 s d 80 m s 2 Resolução