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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.