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Ondas sonoras

Professor Dolhavan Barsante
Som
• O que é o som e como ele é produzido?

• O som é a propagação de uma
perturbação num meio mecânico.
• Obs.: Os sons são Ondas
Mecânicas,
Longitudinais e
• As moléculas do ar junto à
membrana
do
tímpano
vibram, fazendo com que a
membrana também comece a
vibrar.
• A vibração do tímpano é
transmitida
ao
sistema
ósseo,
constituído
pelo
martelo, bigorna e estribo
(menores ossos do corpo
humano), passando pelos
canais semicirculares que
fazem a ligação ao nervo
auditivo.

Como ouvimos um som?

• A vibração é convertida em
impulso elétrico que é
comunicado ao cérebro.
Imagem: Mike.lifeguard / GNU Free Documentation License
A Frequência do Som
Infrassom: sons com frequências abaixo de 20 Hz.
Ultrassom: sons com frequências acima de 20 KHz.
Som audível: sons com frequências perceptíveis ao ser humano (20 Hz a 20
KHz).
Espectro Sonoro

Sons audíveis

Sons
musicais

5 000

infra-sons

frequência

20 000

20

Ultra-sons

Sons
desagradáveis

Imagens:(aranha) Autor johnny automatic / CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication; (orelha) Autor David Benbennick / GNU Free
Documentation License; (morcego) Autor Ebaychatter0 / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.
Para refletir um pouco: As explosões no espaço são
sempre mostradas nos cinemas acompanhadas de
grandes estrondos. Isso acontece realmente? Ou
seja, é possível ouvir o som de uma explosão no
espaço?

Lembre: Sendo o som uma onda
mecânica, ela não pode se propagar no
vácuo!
A Velocidade do Som
A velocidade de propagação das ondas sonoras é
independente da fonte sonora, dependendo apenas da natureza do
meio material elástico que vibra. No ar, a 20 ºC, a velocidade do som
é 343 m/s.

Como o som se
propaga de molécula para
molécula, então, QUANTO
MAIOR A DENSIDADE do
meio material em que o som
se propaga, MAIOR A SUA
VELOCIDADE
nesse
meio,
visto
que
as
moléculas
estão
mais
próximas
entre
si, facilitando a propagação
dessa perturbação.

Menor velocidade
de propagação

Gasoso

Maior velocidade
de propagação

Líquido

Sólido

 Densidade  Velocidade 
Vsólido > Vlíquido > Vgasoso
Qualidades do Som

Altura do Som
Qualidade que permite diferenciar um som agudo (alta frequência)
de um som grave (baixa frequência).
Obs.1: A altura do som depende
apenas da frequência da fonte
emissora.

Frequência baixa – som grave

Obs.2: As notas musicais possuem
alturas sonoras diferentes, isto
é, cada nota possui uma frequência
característica.

Frequência alta – som agudo
Qualidades do Som

Timbre do Som

Qualidade que permite diferenciar duas ondas sonoras de
mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas. É
a “Identidade do som”.

Obs.: O timbre está relacionado à forma da onda
emitida pelo instrumento.
Flauta

Xilofone

Imagens: Autor desconhecido / disponibilizado por Cralize / GNU Free Documentation License.
Qualidades do Som

Intensidade do Som
Qualidade que permite diferenciar
um som forte de um som fraco.

Um som de
maior volume

Uma onda sonora de
maior amplitude.

Amplitude

Obs.: A intensidade do som está
relacionada com a energia que a
onda transfere e com a amplitude
da onda.

Som forte
Som
fraco
Tempo

Maior transporte de
energia pela onda

Som de maior intensidade
Nível Sonoro

140
130
120

Walkman

É a intensidade
sonora percebida ou
detectada pelo sistema
auditivo humano. É
medida em decibel (dB).

125
115
105

110
100
90

95
85
75
65

80
Trânsito
intenso

Conversa

70
60

Decolagem de
um avião
Limiar da dor

Banda rock

Escritório

55
45

50
40
30

35
25
15
5

10

0

Biblioteca
Quarto
Parque

Limiar da audição
(dB)
Entre 30 e 60 dB:
Efeitos Fisiológicos do som

- distúrbios psíquicos de
irritação;
- perda de atenção;

-em alguns casos: diminuição e perda
da libido e da potência sexual.
Entre 60 e 90 dB:
Efeitos Fisiológicos do som

- reações
neurovegetativas;

- aceleração do
ritmo cardíaco;

- aumento da
tensão arterial;

- surgimento da
fadiga.
Acima de 90 dB os riscos são
considerados críticos.
Efeitos Fisiológicos do som

A partir de 140 dB podem produzir
surdez irreversível, ainda que de curta
duração.
Fenômenos sonoros
Persistência auditiva: tempo que leva para deixarmos de perceber
um som (0,1 s - tempo necessário para ocorrência de eco.)

Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas
vezes distintas.
Reverberação: Em grandes salas fechadas, ocorre o encontro do
som com as paredes. Esse encontro produz reflexões múltiplas que,
além de reforçar o som, prolongam-no durante algum tempo
depois de cessada a emissão.
Vamos Exercitar?
Para responder
(UNIRIO) Dois operários, A e B, estão parados no pátio
de uma fábrica. Em certo instante, a sirene toca. O
operário B ouve o som da sirene 1,5 s após o operário A
tê-lo ouvido. Considerando a velocidade do som constante
e de módulo 340 m/s, a distância, em metros, entre os
dois operários é:
Solução
VSom
tSom

d

t Som  1,5 s

DadosVSom  340 m s
d  ?

Exercícios
Páginas 181 e 182
Nº 1 a 7.
Páginas 184 e 185
Nº 1 a 5.

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Ondas Sonoras

  • 2. Som • O que é o som e como ele é produzido? • O som é a propagação de uma perturbação num meio mecânico. • Obs.: Os sons são Ondas Mecânicas, Longitudinais e
  • 3. • As moléculas do ar junto à membrana do tímpano vibram, fazendo com que a membrana também comece a vibrar. • A vibração do tímpano é transmitida ao sistema ósseo, constituído pelo martelo, bigorna e estribo (menores ossos do corpo humano), passando pelos canais semicirculares que fazem a ligação ao nervo auditivo. Como ouvimos um som? • A vibração é convertida em impulso elétrico que é comunicado ao cérebro. Imagem: Mike.lifeguard / GNU Free Documentation License
  • 4. A Frequência do Som Infrassom: sons com frequências abaixo de 20 Hz. Ultrassom: sons com frequências acima de 20 KHz. Som audível: sons com frequências perceptíveis ao ser humano (20 Hz a 20 KHz). Espectro Sonoro Sons audíveis Sons musicais 5 000 infra-sons frequência 20 000 20 Ultra-sons Sons desagradáveis Imagens:(aranha) Autor johnny automatic / CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication; (orelha) Autor David Benbennick / GNU Free Documentation License; (morcego) Autor Ebaychatter0 / Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.
  • 5. Para refletir um pouco: As explosões no espaço são sempre mostradas nos cinemas acompanhadas de grandes estrondos. Isso acontece realmente? Ou seja, é possível ouvir o som de uma explosão no espaço? Lembre: Sendo o som uma onda mecânica, ela não pode se propagar no vácuo!
  • 6. A Velocidade do Som A velocidade de propagação das ondas sonoras é independente da fonte sonora, dependendo apenas da natureza do meio material elástico que vibra. No ar, a 20 ºC, a velocidade do som é 343 m/s. Como o som se propaga de molécula para molécula, então, QUANTO MAIOR A DENSIDADE do meio material em que o som se propaga, MAIOR A SUA VELOCIDADE nesse meio, visto que as moléculas estão mais próximas entre si, facilitando a propagação dessa perturbação. Menor velocidade de propagação Gasoso Maior velocidade de propagação Líquido Sólido  Densidade  Velocidade  Vsólido > Vlíquido > Vgasoso
  • 7. Qualidades do Som Altura do Som Qualidade que permite diferenciar um som agudo (alta frequência) de um som grave (baixa frequência). Obs.1: A altura do som depende apenas da frequência da fonte emissora. Frequência baixa – som grave Obs.2: As notas musicais possuem alturas sonoras diferentes, isto é, cada nota possui uma frequência característica. Frequência alta – som agudo
  • 8. Qualidades do Som Timbre do Som Qualidade que permite diferenciar duas ondas sonoras de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas. É a “Identidade do som”. Obs.: O timbre está relacionado à forma da onda emitida pelo instrumento. Flauta Xilofone Imagens: Autor desconhecido / disponibilizado por Cralize / GNU Free Documentation License.
  • 9. Qualidades do Som Intensidade do Som Qualidade que permite diferenciar um som forte de um som fraco. Um som de maior volume Uma onda sonora de maior amplitude. Amplitude Obs.: A intensidade do som está relacionada com a energia que a onda transfere e com a amplitude da onda. Som forte Som fraco Tempo Maior transporte de energia pela onda Som de maior intensidade
  • 10. Nível Sonoro 140 130 120 Walkman É a intensidade sonora percebida ou detectada pelo sistema auditivo humano. É medida em decibel (dB). 125 115 105 110 100 90 95 85 75 65 80 Trânsito intenso Conversa 70 60 Decolagem de um avião Limiar da dor Banda rock Escritório 55 45 50 40 30 35 25 15 5 10 0 Biblioteca Quarto Parque Limiar da audição (dB)
  • 11. Entre 30 e 60 dB: Efeitos Fisiológicos do som - distúrbios psíquicos de irritação; - perda de atenção; -em alguns casos: diminuição e perda da libido e da potência sexual.
  • 12. Entre 60 e 90 dB: Efeitos Fisiológicos do som - reações neurovegetativas; - aceleração do ritmo cardíaco; - aumento da tensão arterial; - surgimento da fadiga.
  • 13. Acima de 90 dB os riscos são considerados críticos. Efeitos Fisiológicos do som A partir de 140 dB podem produzir surdez irreversível, ainda que de curta duração.
  • 14. Fenômenos sonoros Persistência auditiva: tempo que leva para deixarmos de perceber um som (0,1 s - tempo necessário para ocorrência de eco.) Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes distintas. Reverberação: Em grandes salas fechadas, ocorre o encontro do som com as paredes. Esse encontro produz reflexões múltiplas que, além de reforçar o som, prolongam-no durante algum tempo depois de cessada a emissão.
  • 16. Para responder (UNIRIO) Dois operários, A e B, estão parados no pátio de uma fábrica. Em certo instante, a sirene toca. O operário B ouve o som da sirene 1,5 s após o operário A tê-lo ouvido. Considerando a velocidade do som constante e de módulo 340 m/s, a distância, em metros, entre os dois operários é:
  • 17. Solução VSom tSom d t Som  1,5 s  DadosVSom  340 m s d  ? 
  • 18. Exercícios Páginas 181 e 182 Nº 1 a 7. Páginas 184 e 185 Nº 1 a 5.