CURCEP 2015 · PDF fileINTRODUÇÃO •É o segmento da Física que...

CURCEP 2015

ACÚSTICA

FÍSICA B

PROF.: BORBA

INTRODUÇÃO

• É o segmento da Física que interpreta o

comportamento das ondas sonoras audíveis

frente aos diversos fenômenos ondulatórios.

ONDA SONORA: Onda mecânica, longitudinal

e tridimensional.

VELOCIDADE DO SOM

• A velocidade do som depende das condições

do meio em que ele se propaga.

Aviões supersônicos:

possuem velocidade maior

que o som no ar.

Meio Temperatura V (m/s)

Ar 20º C 340

Água 0º C 1500

Ferro 0º C 4480

FISIOLOGIA DA AUDIÇÃO

Ouvido externo:

capta o som.

Tímpano leva o

som para o ouvido

médio (martelo,

bigorna e estribo)

Quando o som chega no ouvido

interno ele é amplificado de 30 a 60

vezes pela janela oval no inicio do

labirinto e caracol.

No ouvido interno estão as

terminações nervosas que se

comunicam com o cérebro) .

INTENSIDADE

ALTURA

TIMBRE

QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO

SOM:

ALTURA DO SOM• Qualidade que permite diferenciar som grave

e som agudo.

• A altura de um som depende apenas de sua

freqüência, E NÃO DO VOLUME!!!!

ALTURA DO SOM

20 Hz 20 kHz

Som Audível Infra – Som Ultra – Som

Altura

Som

Audível

Alto:

Baixo:

AGUDO

GRAVE

(Alta freqüência)

(baixa freqüência)

INTERVALO ACÚSTICO

• O Intervalo entre dois sons é a razão entre as

freqüências destes sons.

2

1

f

fI

Se I = 2; dizemos que o intervalo

entre os dois sons é uma oitava.

Intervalo Acústico Razão de freqüência

Unissono 1:1

Oitava 2:1

Tom maior 10:9

Tom menor 16:15

ESCALAS MUSICAIS

• Seqüência de notas musicais dispostas em

ordem crescente de freqüências.

• GAMA: Conjunto de notas dentro de 1 oitava.

OBSERVAÇÃO IMPORTANTE!

Duas Notas musicais iguais possuem

mesma freqüência, ou seja, mesma altura.

INTENSIDADE SONORA

• É a quantidade de energia sonora que

atravessa a unidade área de uma superfície

disposta perpendicularmente à direção de

propagação, na unidade de tempo.

Δt.a

ΔEI

DEFINIÇÃO:

INTENSIDADE SONORA

a

PotI

Potência da fonte

(Watts)

Área atravessada pelo

som (m2)

10-12 1 I (W/m2)

SILENCIO

ABSOLUTOPOLUIÇÃO

SONORASOM FISIOLÓGICO

LIMIAR DE AUDIBILIDADE

INTENSIDADE SONORA

SOM FORTE

Intensidade Alta

Onda Sonora com

amplitude Alta

VOLUME MAIOR

SOM FRACO

Baixa Intensidade

Onda Sonora com

amplitude baixa

VOLUME MENOR

NÍVEL SONORO• É a intensidade sonora percebida ou detectada

pelo sistema auditivo humano.

DEFINIÇÃO MATEMÁTICA: Io

I 10.logβ

decibel 0 120

SILÊNCIO

ABSOLUTOSOM

FISIOLÓGICO

POLUIÇÃO

SONORA

Limiar de audibilidade Limiar de dor

TIMBRE

• Está relacionado à forma da onda.

• Permite distinguir dois sons de mesma altura

e mesma intensidade, emitidos por fontes

distintas.

REFLEXÃO DO SOM• Quando as ondas sonoras atingem um

obstáculo fixo, como uma parede, elas sofrem reflexão com inversão de fase.

• Reverberação: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes sem distinção (intervalo menor que 0,1s).

• Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som por ela emitido duas vezes distintas (intervalo maior que 0,1s).

Para vsom = 340 m/s

FONTES DE ONDAS SONORAS

• Cordas Sonoras

1º HARMÔNICO

Som fundamental

2º HARMÔNICO

3º HARMÔNICO

CORDAS SONORAS

FONTES DE ONDAS SONORAS

• Tubos Sonoros Abertos

1º HARMÔNICO

Som fundamental

2º HARMÔNICO

FONTES DE ONDAS SONORAS

• Tubos Sonoros fechados

1º HARMÔNICO

Som fundamental

2º HARMÔNICO

EFEITO DOPPLER• É o fenômeno pelo qual um observador percebe

uma freqüência diferente daquela emitida por

uma fonte, devido ao movimento relativo entre

eles.

Aproximação Som percebido é mais alto.

Afastamento Som percebido é mais baixo.

EFEITO DOPPLER

EXERCÍCIOS:

01. Para pesquisar a profundidade do oceano

numa certa região, usa-se um sonar instalado

num barco em repouso. O intervalo de tempo

decorrido entre a emissão do sinal (ultrasom

de freqüência 75 kHz) e a resposta do barco

(eco) é de 1 s. Supondo o módulo de

velocidade de propagação do som na água

igual a 1,5x103 m/s, qual é a profundidade do

oceano, na região considerada?

02. (UFPE) Diante de uma grande parede

vertical, um garoto bate palmas e recebe o

eco um segundo depois. Se a velocidade do

som no ar é 340 m/s, o garoto pode concluir

que a parede está situada a uma distância

aproximada de:

a) 17 m

b) 34 m

c) 68 m

d) 170 m

e) 340 m

03. A intensidade do som, em m W/m2, em um

jardim sossegado, é da ordem de 10-4. Em um

restaurante, tal valor é de 10-1. Se o limiar da

audição se dá a 10-6 nas mesmas unidades, o

nível sonoro em dB é:

a) 20 para o jardim e 50 para restaurante;

b) 20 para o jardim e 500 para o restaurante;

c) 2 para o jardim e 5 para o restaurante;

d) 100 para jardim e 105 para o restaurante;

e) 50 para o jardim e 20 para o restaurante.

04. Uma ambulância com a sirene ligada,

emite um som de frequencia 520Hz.

Admitindo-se que a velocidade do som no

ar é de 340m/s e que a ambulância possui

velocidade constante de 80m/s, determine a

frequencia percebida por um observador

parado na calçada quando a ambulância:

a) se aproxima do observador; [Resposta:

681Hz]

b) se afasta do observador. [Resposta:

421Hz]

05. (Ufsm) Uma sala de concertos deve permitir uma percepção clara

dos sons, por isso deve estar livre de eco e o tempo de reverberação

deve ser pequeno. Assim,

I. na reverberação, trens de onda emitidos simultaneamente pela

mesma fonte sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam

ao ouvinte em instantes de tempo diferentes, mas não são percebidos

como sons separados.

II. o fenômeno de reverberação pode ser explicado considerando-se a

interferência dos trens de onda emitidos pela mesma fonte.

III. no eco, trens de onda emitidos simultaneamente pela mesma fonte

sonora, percorrendo caminhos diferentes no ar, chegam ao ouvinte em

instantes de tempo diferentes e são percebidos como sons separados.

Está(ão) correta(s):

a) apenas I.

b) apenas II.

c) apenas III.

d) apenas I e III.

e) apenas II e III.