Agosto- Aula-9-ano-Física-Acústica

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Ondas – parte 2 - Acústica
Ondas sonoras
A acústica é a parte da Física que estuda as ondas sonoras 
e suas diversas manifestações.
Os sons são ondas produzidas pela vibração de algum meio 
material. No caso da voz humana, o som ocorre pela 
vibração das cordas vocais.
Os sons são ondas mecânicas, ou seja, precisam de um 
meio para se propagar, e são longitudinais (a direção de 
vibração é a mesma de propagação).
Ao contrário das ondas no mar, da luz visível, ou das ondas 
em uma corda, as ondas sonoras não podem ser vistas pelo 
olho humano.
Ondas sonoras
Além do ar, o som pode se propagar em outros 
meios, sejam líquidos ou sólidos. A velocidade de 
propagação do som também muda com o meio.
Quanto mais denso é o material, mais rápida é a 
propagação das ondas sonoras. Por exemplo, o 
som viaja muito mais rápido no alumínio do que no 
próprio ar. Isso ocorre porque as ondas sonoras se 
propagam devido à contração e à rarefação das 
moléculas. Em um gás, as moléculas são mais 
espaçadas, e por isso, a onda sonora se propaga 
mais lentamente. 
Ao lado temos a relação entre a velocidade do som 
em sólidos, líquidos e gases, além de uma tabela 
com alguns exemplos.
Instrumentos musicais
Todos os instrumentos funcionam da mesma forma: algum material é 
posto para vibrar, e quando essa vibração é transmitida para o ar, cria-se 
o som audível. Diferentes frequências correspondem à diferentes notas 
musicais.
Nos instrumentos de corda, eles possuem cordas presas e tensionadas 
nas duas extremidades. Essa corda vibra quando é movimentada. São 
exemplos de instrumentos de corda: guitarra, violão, violino, cavaquinho, 
piano, etc.
No caso dos instrumentos de sopro, a vibração é produzida em uma 
coluna de ar. O tamanho da coluna vibrante resulta nas diferentes notas 
musicais. São exemplos de instrumentos de sopro: flauta, tuba, saxofone, 
trombone, trompete, oboé, etc. 
Nos instrumentos de percussão, o som é produzido através da vibração 
de peças de madeira, de metal, de membranas esticadas, ou outros 
materiais. Alguns exemplos: bateria, reco-reco, tamborim, pandeiro, 
surdo, gongo, castanholas, etc.
O ouvido humano
O ouvido humano é capaz de captar frequências de 20 Hz até 20.000 Hz 
(20 KHz).
Esse intervalo compreende os sons audíveis.
Se a frequência for inferior a 20 Hz (infrassons) ou superior a 20.000 Hz 
(ultrassons) não percebemos, isto é, não poderemos ouvir o som.
Infrassons e ultrassons
As ondas infra-sônicas e ultra-sônicas não são 
audíveis pelo ouvido humano, mas 
existem animais (toupeira, elefante e tigre, por 
exemplo) que são de captar os infrassons, 
conseguindo ouvir as ondas dos tremores de 
terra (poucos Hz).
Já os ultrassons podem ser ouvidos por certos 
animais como morcego (até 160.000 Hz), o 
golfinho (até 100.000 Hz), o cão e o gato (até 
40.000 Hz) e também utilizados na medicina 
(ecocardiografia, ultra-sonografia obstétrica, etc.) 
.
Qualidades fisiológicas do som
Como funciona o sentido da audição?
No ouvido externo onde o som é captado, as ondas sonoras atingem 
uma membrana chamada tímpano, que passa a vibrar com a mesma 
frequência das ondas emitidas pela fonte sonora, transmitindo 
ao cérebro, por meio de terminações nervosas (nervo acústico) 
os impulsos elétricos, que os transformam em sensação denominada 
som.
O som musical, que provoca sensações agradáveis, é produzido 
por vibrações periódicas. O ruído, que provoca sensações 
desagradáveis, é produzido por vibrações aperiódicas.
O aparelho auditivo do ser humano é capaz de distinguir certas 
características do som, denominadas qualidades sonoras, que são 
três: altura, intensidade e timbre.
Altura do som
A altura do som está relacionada com sua 
frequência, ou seja, a altura é a qualidade do som que 
permite ao ouvido distinguir um som grave, de baixa 
frequência, de um som agudo, de alta frequência.
Exemplos de sons graves (baixas frequências): som de 
uma corneta, do barulho de um trovão, do bumbo de 
uma bateria, do surdo de uma escola de samba, das 
notas musicais produzidas por um contrabaixo, etc.
Exemplos de sons agudos (altas frequências): som de 
um apito, de uma guitarra, de uma flauta, dos pratos de 
uma bateria, etc. 
Sons que possuem alta frequência são, por vezes, 
irritantes, como o barulho de um giz arrastando na 
lousa. Esse som possui frequência da ordem de 10.000 
Hz. 
Altura do som
Nos seres humanos, de uma forma geral, a voz feminina é mais aguda (voz fina) e a masculina é mais grave (voz 
grossa).
A faixa de voz masculina costuma variar entre 80 Hz e 150 Hz, e a faixa feminina varia entre 150 Hz e 250 Hz.
Curiosidade!
Por que, quando ouvimos a nossa voz em uma gravação, ela 
parece tão diferente?
Quando falamos, o som de nossa voz chega a nossos ouvidos 
de duas formas: pelo ar e pela vibração dos ossos da face.
Na condução pelos ossos, a transmissão do som vai das 
nossas cordas vocais para a cóclea, estrutura em forma que 
caracol, localizada nas profundezas de nosso ouvido e 
responsável pela captação do som.
A frequência desses sons enviados por nossas cordas vocais é 
diminuída ao longo do caminho e é por isso que nossa voz, 
quando gravada, nos parece mais aguda, porque a ouvimos 
com a frequência de sons normais, pois são enviados pelo ar.
Intensidade sonora
É a qualidade sonora que nos permite distinguir um 
som forte de um som fraco. Está relacionada com a 
energia transportada pela onda que, quanto mais 
perto da fonte mais forte será o som e mais afastado 
da fonte, mais fraco.
Quando mexemos no botão de volume, é a 
intensidade e não a altura do som que alteramos!
Exemplos de sons fortes: som de uma britadeira, som 
do motor de um avião, som de um rádio no volume 
máximo, etc.
Exemplos de sons fracos: som das asas de uma 
mosca, do tic-tac de um relógio, do caminhar de uma 
pessoa, etc.
Escala para expressar a intensidade sonora
O decibel (dB) é a unidade de medida utilizada
para calcular o nível de intensidade sonora, como se 
pode observar na tabela ao lado, que mostra algumas 
situações do cotidiano.
Acima de 85 dB, o potencial auditivo pode diminuir e, 
dependendo do tempo de exposição a essa fonte de 
ruído, danos permanentes à audição podem ocorrer. 
Quanto mais forte o som, menor o tempo necessário 
para provocar uma lesão. Acima de 115 dB, os danos 
podem ser irreversíveis.
Timbre
O timbre é a qualidade que permite distinguir sons 
de mesma altura e mesma intensidade, emitidos 
por fontes diferentes.
O timbre está associado à forma da onda; o 
cérebro humano é capaz de diferenciar o formato 
dessas ondas.
Conseguimos distinguir, por exemplo, a mesma 
nota musical tocada, simultaneamente, por um 
violino e por um piano, graças ao timbre do som 
emitido pelos instrumentos.