Acustica Sensações sonoras

RESUMO

Este trabalho visa mostrar o estudo da física utilizando um método chamado acústica, onde através deste é possível medir o som, ou seja, sensações sonoras. O 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 a toda onda mecânica.

INTRODUÇÃO

Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e freqüência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As freqüências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20000 Hz (20kHz).

Dentro desta faixa a encontram-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc. Abaixo de 16Hz temos os infra-sons, produzidos por vibrações da água em grandes reservatórios, batidas do coração, em fim, acima de 20kHz estão os ultra-sons emitidos por alguns animais e insetos (morcegos, grilos, gafanhotos…), sonares, aparelhos médicos e industriais.

Os dispositivos que produzem ondas sonoras são chamados de fontes sonoras. Entre os que mais se destacam estão àqueles compostos por:

• Cordas vibrantes como violão o piano, as cordas vocais etc.

• Tubos sonoros como órgão flauta, clarineta.

• Membranas e placas vibrantes tal como o tambor

• Hastes vibrantes como o diapasão, triângulo, etc.

Podemos caracterizar os sons a partir de sua intensidade, altura ou timbre.

A intensidade está ligada à quantidade de energia transportada pelo som. Desta forma, conforme a intensidade do som diz que é mais forte (a onda possui maior amplitude) ou mais fraca (a onda possui menor amplitude).

A altura está relacionada com a freqüência do som. Assim distinguimos os sons mais altos como os de maior freqüência (mais agudos) e os mais baixos como os de menor freqüência (mais graves). As notas musicais buscam agrupar diferentes freqüências sonoras produzidas por um instrumento.

O timbre corresponde ao conjunto de ondas sonoras que formam um som. O timbre permite diferenciar diferentes fontes sonoras, por exemplo, é fácil perceber que os sons de uma guitarra e de uma flauta são completamente diferentes.

A velocidade do som no ar é de 340 m/s. A fórmula que relaciona velocidade, amplitude e frequência sonora são:

V = λ . f

Ultra-som e Infra-som

Ondas longitudinais de freqüências superiores a 20 kHz caracterizam sons inaudíveis e denominam-se ultra-sons; e aquelas de freqüências 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 animais, instrumentos

musicais, apitos, sereias, alto-Falantes... Para comunicação e sinalização, assim como para a medição de distâncias.

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.) Detecção submarina por

eco, limpeza e detecção

de defeitos em peças e

estruturas de construções, aceleração de reações químicas, investigação em medicina,

biologia e física molecular.

1011... Híperons Vibrações térmicas das moléculas Em investigações científicas.

Como citamos na tabela acima, os ultra-sons de altas potenciam 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).

SOBRE ACÚSTICA

Conceito de som

O ramo da Física que estuda os sons é a Acústica.

Em acústica distinguem-se os sons musicais, e os ruídos. Os sons musicais nos dão uma sensação contínua, geralmente agradável, e podem ser comparados entre si. Ocorrem devido a vibrações regulares e bem definidas. Os ruídos nos dão impressões muito curtas e confusas. São vibrações irregulares ou uma mistura de vários sons discordantes. O som musical pode ser simples, quando corresponde a uma única onda harmônica ou composta quando se compõe de duas ou mais ondas harmônicas.

Som simples e composto

Os sons simples distinguem-se uns dos outros por duas características, a saber, intensidade e altura, já os sons compostos, além daquelas, diferenciam-se pelo timbre (qualidade que nos faz distinguir os sons de diversas origens).

O som é resultado de um movimento vibratório da matéria transmitido através de meios materiais e elásticos. Os meios de propagação são denominados meios elásticos por serem capazes de se deformarem à passagem das ondas sonoras e restaurarem sua forma original após a passagem das mesmas. Qualquer meio material