O documento discute conceitos fundamentais da ondulatória, como a relação entre frequência e período, além de fenômenos ondulatórios como ressonância, difração e polarização. Também aborda qualidades do som, incluindo altura, intensidade e timbre, e descreve como instruments de cordas e sopro produzem som através de ondas sonoras. O efeito Doppler-Fizeau é mencionado, ressaltando a variação de frequência percebida devido ao movimento relativo entre fonte e observador.

1. Ondas
Profa. Mônica Gurgel

2. ONDULATÓRIA
RELAÇÃO ENTRE FREQÜÊNCIA E PERÍODO.
Vamos imaginar uma perturbação que percorreu um único
comprimento de onda (n=1). Podemos
ainda dizer que o tempo gasto para
percorrer tal comprimento de onda foi de um período (Dt=T).
Substituindo os dados na equação
da freqüência, temos:
f = 1/T

3. As unidades de frequência e período no sistema
internacional são:
Frequência (f) – hertz (Hz)
Período (T) – segundos (s)

4. FENÔMENOS ONDULATÓRIOS
A seguir veremos alguns fenômenos ondulatórios.
A ressonância ocorre quando um sistema recebe energia
numa frequência que coincide com uma das frequências
de vibração do sistema.

5. A difração
Ocorre quando uma onda contorna
uma fenda ou um obstáculo.
Este contorno se verifica quando a dimensão
do obstáculo ou da fenda é da ordem
ou menor que o comprimento de onda.
Toda onda sofre difração.

6. A polarização
Ocorre quando todos os pontos de um meio
passam a vibrar em um único plano.
Somente as ondas transversais podem
ser polarizadas.

7. QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM
Altura está relacionada à frequência do som.
O som alto é um som agudo, de alta frequência.
O som baixo é um som grave, de baixa frequência.

8. Intensidade
Está relacionada à amplitude do som. O som forte tem
intensidade elevada (volume elevado) e o som fraco tem baixa
intensidade (baixo volume).

9. Timbre
Está relacionado à forma de onda do som emitido.
Permite ao ouvido diferir sons de mesma
frequência e mesma intensidade,
emitidos por instrumentos musicais diferentes.

10. EFEITO DOPPLER-FIZEAU
O efeito Doppler-Fizeau ocorre devido ao movimento da fonte
em relação ao observador ou do observador
em relação à fonte ou de ambos.
A frequência recebida pelo observador (aparente)
é diferente da frequência emitida pela fonte (real).
Quando observador e fonte se aproximam,
a frequência recebida pelo observador (aparente)
é maior que a frequência emitida pela fonte (real).
Quando observador e fonte se afastam,
a frequência recebida pelo observador (aparente)
é menor que a frequência emitida pela fonte (real).

12. Instrumentos de cordas
Nesses instrumentos, o som é produzido a partir de cordas,
que quando acionadas provocam compressões e rarefações no ar,
chamadas ondas sonoras. Também chamada de
cordas vibrantes, as cordas dos instrumentos musicais,
quando vibram produzem ondas transversais que, superpondo-se às
refletidas nas extremidades, originam uma onda estacionária. O modo
mais simples de vibração da corda caracteriza sua frequência
Fundamental*, correspondente à vibração entre as extremidades de
fixação da corda (nós) e um ponto médio. O segundo modo de vibração
corresponde aos nós das extremidades e a um nó no ponto central.
O terceiro modo corresponde a mais um nó entre os nós extremos,
e assim, cada novo modo de vibração corresponde a mais um
nó intermediário. A distância entre dois nós consecutivos corresponde a
meio comprimento de onda e a frequência de oscilação é dada por ,
onde v é a velocidade da onda na corda.
* http://www.brasilescola.com/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm

14. Instrumentos de sopro
Os instrumentos de sopro são constituídos por tubos sonoros.
Se você soprar dentro de uma garrafa de vidro, por exemplo,
irá observar esta emitira um som. Isso acontece porque
a coluna de ar dentro da garrafa entra em vibração
emitindo uma onda sonora. A produção dessa onda em uma das
extremidades é devida a um dispositivo denominado embocadura.
A extremidade oposta à embocadura, pode ser aberta ou
fechada dando origem a dois tipos de tubos sonoros, os abertos e
os fechados. Nos tubos abertos a onda estacionária longitudinal
que se forma apresenta um ventre em ambas as extremidades.
O modo mais simples de vibração corresponde a um nó no ponto
central do tubo. A cada novo modo de vibração, surge mais um nó
intermediário. A distância entre dois ventres consecutivos
é igual à metade do comprimento de onda.

15. TUBOS SONOROS ABERTOS

16. Nos tubos sonoros fechados a onda estacionária longitudinal,
apresenta um ventre na extremidade da embocadura
e um nó na extremidade fechada.
Para cada modo de vibração existente,
mantém-se o nó na extremidade fechada e
aumenta-se um nó intermediário.
A distância entre o ventre e o nó consecutivo
corresponde a um quarto do comprimento de onda.

17. TUBOS SONOROS FECHADOS

18. TUBOS SONOROS

19. OBSERVAÇÃO
Os instrumentos de percussão se comportam de
maneira bem diferente dos demais.
Os sons emitidos por eles podem ter suas origens
das vibrações de membranas, hastes e superfícies metálicas,
o que dificulta estabelecer um
padrão de comportamento para eles.

20. Boa semana de AD4