Mr Loureiro

— Introdução

Esta pesquisa apresentará sobre acústica, ramo da Física que estuda o som, mostrando seus tipos, características, além de suas fórmulas para resolução. Ao final, há uma atividade resolvida, para melhor compreensão.

Acústica

— Som

O ouvido íntegro pode ser sensibilizado por uma onda mecânica que se propaga num campo ondulatório (meio material), como o ar, desde que essa onda apresente intensidade suficiente e sua frequência encontre-se dentro de um certo intervalo subjetivo. Às estas sensibilizações denominaremos por sensações sonoras. Em geral, ao estudo da produção (fontes sonoras), propagação e fenômenos correlatos sofridos pela onda mecânica sonora ou audível, denomina-se Acústica e, em particular, denominaremos por som à toda onda mecânica nas condições acima especificadas (intensidade suficiente e frequência limitada num certo intervalo). Se a frequência da onda sonora pertence ao intervalo subjetivo (depende do observador), 16Hz -------- 20000 Hz, esse som é audível para o ser humano.

— Ultra-som e Infra-som

Ondas longitudinais de frequências superiores a 20 kHz, caracterizam sons inaudíveis e denominam-se ultra-sons; e aquelas de frequências inferiores a 16 Hz, também inaudíveis, são ditas infra-sons.

Escala das Ondas Mecânicas

Frequência

Hz Denominação Método de

excitação Aplicação

0,5 ---- 20 Infra-sons Vibração da água em

grandes reservatórios,

batidas do coração. Prognóstico do tempo,

diagnóstico de doenças

do coração.

20 ---- 2.104 Sons Audíveis Voz humana e dos a-

nimais, instrumentos

musicais, apitos, se-

reias, alto-falantes ... Para comunicação e si-

nalização, assim como

para a medição de dis-

tâncias.

2.104---- 1010 Ultra-sons Emissores magnetos-

trictivos e piezoelétri-

cos, apitos de Galton,

também são excitados

por alguns animais e

insetos (morcegos, gri-

los, gafanhotos etc.) Deteção submarina por

eco, limpeza e deteção

de defeitos em peças e

estruturas de constru-

ções, aceleração de re-

ações químicas, inves-

tigação em medicina,

biologia e física molecu-

lar.

1011 .... Hipersons Vibrações térmicas das

moléculas Em investigações cien-

tíficas.

Como citamos na tabela acima, os ultra-sons de altas potencias podem ser produzidos por emissores piezelétricos (quartzo vibrante) e encontram larga aplicação nos sonares. Em Química, os ultra-sons provocam oxidações e despolimerizações; em Físico-Química, fazem cessar estados de equilíbrio instáveis (superfusão, supersaturação) e impressionam a chapa fotográfica. Em Física, provocam a coagulação dos aerossóis, determinam nos líquidos o fenômeno de cavitação, excitam a luminescência de certos líquidos. Em Biologia, determinam a segmentação dos microrganismos e, por vezes, sua destruição (aplicação a esterilização do leite).

— Sons Musicais e Ruídos

Quanto ao efeito sobre o ouvido, os sons são classificados em sons musicais e ruídos. Subjetivamente esta classificação deixa muito a desejar, pois há quem (muito propriamente) considere o rock'n rol um ruído e outros (mais desprovidos de sensibilidade) um som musical.

Fisicamente, entende-se por som musical ao resultado da superposição de ondas sonoras periódicas ou aproximadamente periódicas; ruídos correspondem a ondas sonoras não-periódicas e breves, que mudam imprevisivelmente de características. O som musical pode ser simples, quando corresponde a uma única onda harmônica e composto quando compõe-se de duas ou mais ondas harmônicas.

Superposição de 3 sons musicais simples (lá3,lá4 e lá5) resultando num som composto.

— Fontes Sonoras

É todo e qualquer dispositivo capaz de produzir ondas sonoras num meio material elástico (campo ondulatório); citaremos alguns de destaque em Acústica:

a) cordas vibrantes — violão — violino — piano — cordas vocais etc.

b) tubos sonoros — órgão - flauta — clarineta — oboé etc.

c) membranas e placas vibrantes: tambor — címbalos etc.

d) hastes vibrantes: diapasão — “triangulo” etc.

— Qualidades Fisiológicas do Som

Os sons simples distinguem-se uns dos outros por duas características, a saber, intensidade e altura; os sons compostos, além daquelas, diferenciam-se pelo timbre.

A intensidade fisiológica do som está ligada à amplitude das vibrações (e, portanto à energia transportada pela onda sonora); é a qualidade pela qual um som forte (grande amplitude — muita energia) se distingue de um som fraco (pequena amplitude — pouca energia).

Apesar de variarem num mesmo sentido, é preciso não confundir intensidade fisiológica (ou intensidade auditiva ou ainda nível sonoro) com a intensidade física (ou intensidade sonora, quando se trata de onda sonora) da onda que é uma grandeza física associada ao fenômeno vibratório. Vamos detalhar isso um pouco mais.

Vale lembrar que, durante a propagação das ondas tem lugar um transporte de energia, no entanto, as partículas do