Fisica ondulatória

[pic 1]

...............................................................................................................................

ENSINO PRESENCIAL E EAD CURSO DE ENGENHARIA MECATRÔNICA – MÓDULO 8 NOITE 2 CIIA

RAFAEL LUIZ TAVARES – RA: 209872012

OSCILAÇÕES E ONDAS

Portfólio 1

...............................................................................................................................

Guarulhos

2016

RAFAEL LUIZ TAVARES

OSCILAÇÕES E ONDAS

Portfólio 1

Trabalho apresentado ao Curso Engenharia Mecatrônica da Faculdade ENIAC para a disciplina  Física Ondulatoria e Óptica.

Prof. Luciano Galdino

Guarulhos

2016

[pic 2]

Respostas

.............................................................................................................

1. (valor 1,5) Defina as qualidades do som (altura, timbre e intensidade), destacando as equações que quantificam essas grandezas e também as unidades de medida correspondentes a cada grandeza utilizada?

R: Intensidade: 

As características físicas de uma onda sonora estão diretamente relacionadas á percepção desse som por um ouvinte. Para uma dada frequência, quanto maior for à amplitude da pressão de uma onda sonora senoidal, mais elevada será a Intensidade Sonora. A relação entre a amplitude da pressão e a intensidade sonora não é muito simples e varia de uma pessoa a outra. Um fator importante é que o ouvido não possui a mesma sensibilidade para todas as frequências do intervalo audível. Um som com uma dada frequência pode parecer mais forte do que outro com amplitude igual, mas com frequência diferente. Para uma frequência de 1000 Hz, amplitude mínima da pressão que pode ser detectada por um ouvido normal é igual à aproximadamente 3x[pic 3][pic 4] PA. Para produzir a mesma intensidade sonora a 200 HZ ou a 1500 HZ o valor é cerca de 3x[pic 5][pic 6] PA. A percepção da intensidade depende também da saúde do ouvido. A perda de sensibilidade para altas frequências na extremidade do intervalo audível ocorre geralmente com o envelhecimento; porém pode ser agravada pela exposição a barulhos com níveis excessivamente elevados.

A intensidade é uma característica do som que está relacionada à energia de vibração da fonte que emite as ondas. Essa propriedade do som é provocada pela pressão que a onda exerce sobre o ouvido ou sobre algum instrumento medidor da intensidade sonora, como um decibelímetro ou um dosímetro, por exemplo. Quanto maior a pressão maior será a intensidade medida por esse aparelho. A intensidade sonora é medida em bel, em homenagem ao cientista inglês Graham Bell. Contudo, utiliza-se com mais frequência um submúltiplo: 1 decibel = 1 dB = 0,1 bel.

Unidade de medida: J/M² ou W/M².

 

Altura:

A frequência de uma onda sonora é o fator principal que determina a Altura de um som, a qualidade que nos permitem destinguir um som “Agudo” de um som “Grave”. Quanto maior for a frequência do som (dentor do intervalo audível), mais aguda será a altura do som que um ouvinte perceberá. A amplitude da pressão também desempenha um papel na determinação da altura do som. Quando um ouvinte compara duas ondas sonora de mesma frequência, mas com valores diferentes de amplitude de pressão é percebido como mais forte, porém com altura menor parecendo mais grave. Sons musicais tem funções de ondas mais complicadas do que uma simples função senoidal. A flutuação de pressão deuma onda sonora produzida por uma clarineta vibra não apenas na frequência fundamental, mas também é muitos outros harmônicos ao mesmo tempo.

[pic 7]

Descrevemos esse mesmo comportamento em uma corda dedilhada, tocada com um arco ou percutida. A onda sonora produzida no ar que circunda o instrumento conterá a mesma quantidade de cada harmônico, ou seja, a mesma composição harmônica.

A figura b mostra a composição harmônica do som de uma clarineta. O processo matemático de traduzir um gráfico de composição harmônica como a figura b é chamado de Análise de Fourier.

A altura é uma característica do som que nos permite classificá-lo em grave ou agudo. Geralmente os homens têm voz mais grave e as mulheres voz agudos, ou seja, voz grossa e fina, respectivamente. Essa propriedade do som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som com baixa frequência é dito som grave e o som com altas frequências é dito som agudo. Dessa forma, podemos concluir que a voz masculina tem menor frequência que a voz feminina. Na linguagem técnica ou musical dizemos que o som grave é baixo e o agudo é alto, assim sendo, concluímos que no cotidiano os termos altos e baixo referentes à intensidade do som são aplicados erroneamente, sendo assim devem ser evitados.

 

Timbre:

Dois tons produzidos por instrumentos diferentes podem ter a mesma frequência fundamental (e, portanto, a mesma altura), porém são percebidos de maneiras diferentes em virtude da presença de quantidades diferentes dos diversos harmônicos. Essa diferença, conhecido como cor do tom, qualidade ou Timbre, geralmente é descrita de modo subjetivo mediante o uso de expressões como um tom Redondo, Estridente, Metálico ou Melodioso. Um tom rico em harmônicos como o tom da clarineta representadas na figura (a e b) acima, geralmente soa como fino e agudo enquanto um tom contendo basicamente o harmônico fundamental, como o som produzido por uma flauta doce representados na figura (c e d) é mais melodioso e redondo. O mesmo princípio se aplica a voz humana, que é outro exemplo de um instrumento de sopro as vogais “a” e “e” soam de modo diferente devido a diferenças em sua composição harmônica.