O SOM E A ONDA SONORA

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Gustavo Morais Barros
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1 O SOM E A ONDA SONORA Complementar com a leitura das páginas 94 a 101 Todos os sons são ondas em meios materiais. Na origem de qualquer onda sonora está sempre a vibração de partículas, que se transmite a todo o meio em redor da fonte sonora. A frequência e a amplitude da fonte sonora determinam a frequência e a amplitude da onda sonora Como se propaga a vibração de um corpo ou partícula originando o som no ar? diapasão Caixa de ressonância 1

2 O movimento vibratório das moléculas faz com que se criem zonas com maior densidade de moléculas e outras com menor! As zonas de compressão do ar (com mais ar no mesmo volume) têm uma pressão maior do que a pressão normal do ar; as zonas de rarefacção do ar (menos ar no mesmo volume) têm uma pressão menor do que a pressão normal do ar. Assim, no mesmo ponto do ar a pressão varia periodicamente. Diz-se que a onda sonora é uma onda de pressão. A onda sonora é uma onda mecânica longitudinal 2

3 A onda sonora não se propaga no vazio Dispositivo para verificar que o som não se propaga no vazio A velocidade da onda sonora é independente da fonte sonora e depende das características do meio material de propagação No ar é função da pressão, da temperatura e da humidade Nos líquidos e gases depende da temperatura Diminui de intensidade dos sólidos para os gases. Em geral pode afirmar-se que (v solidos > v líquidos > v gases) 3

4 Um som simples ou puro é aquele cuja forma matemática é uma função seno, isto é, é uma onda harmónica ou sinusoidal. Características de um som puro: Altura - frequência Intensidade - energia Sons agudos Sons altos Sons graves Sons baixos Elevada frequência Baixa frequência Para sons com a mesma frequência: Sons fortes Sons muito intensos Sons fracos Sons pouco intensos Elevada amplitude Baixa amplitude NOTA: quando rodamos o botão do volume de um rádio estamos a modificar a intensidade do som 4

5 A intensidade de uma onda harmónica (energia transferida por unidade de tempo e de área perpendicular à direcção de propagação da onda ) depende da frequência e amplitude. - Sons puros com a mesma frequência: é mais intenso o de maior amplitude. - Sons puros com a mesma amplitude: é mais intenso o de maior frequência. 5

6 Som complexo - resulta da combinação de sons puros. Não é uma onda sinusoidal. Sons puros Som complexo (resultante da sobreposição dos três sons puros) Harmónicos: ondas sinusoidais cuja frequência é um múltiplo inteiro da frequência do som fundamental (1º harmónico) Som fundamental f Em geral, o som de uma nota produzida por um instrumento musical é uma combinação de harmónicos (pode ou não incluir o 1º harmónico) Uma excepção é por exemplo o diapasão que apresenta um som puro de frequência bem definida. segundo harmónico f = 2f terceiro harmónico f = 3f Consultar: O timbre resulta da combinação do som fundamental e dos seus harmónicos. O timbre permite distinguir dois sons com a mesma intensidade e frequência mas produzidos por instrumentos diferentes. Confere características específicas ao som de um instrumento. Por exemplo a mesma nota lá produzida por um piano e por um violino causa sensações diferentes. 6

7 Instrumento A Instrumento B Nota que o som resultante é uma onda periódica com a mesma frequência que o som fundamental Como ouvimos um som? O ouvido humano só é sensível a ondas sonoras com certas características de intensidade e de altura. O ouvido humano é mais sensível às frequências entre 20 Hz e Hz. A maior parte das pessoas com mais de 70 anos deixa de ouvir os sons com frequência superior a 8000 Hz Notar que a velocidade de ondas sonoras de diferentes frequências num mesmo meio, nas mesmas condições, é a mesma. 7

8 Notar que a velocidade de ondas sonoras de diferentes frequências num mesmo meio, nas mesmas condições, é a mesma. 8

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