FQ A Marília Peres e Rosa Pais SOM [ COMUNICAÇÃO A CURTAS DISTÂNCIAS ] Unidade 2 - Física

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Unidade 2 - Física

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• É o ramo da Física que se ocupa do estudo do som.

Acústica

Marília Peres e Rosa Pais

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• Como é produzido o som?

• Colocar os dedos sobre a garganta.

• Sente-se a vibração das cordas vocais que são a nossa fonte sonora.

SOM


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• O som tem origem na vibração de partículas ou corpos

• Todos os sons são ondas– Em meios materiais ondas

mecânicas

– Têm por isso:• Comprimento de onda• Frequência e período• Amplitude• Velocidade de propagação

SOM


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O sinal sonoro resulta da vibração de um meio mecânico ou de um perturbação mecânica que se propaga através de ondas que são um caso particular das ondas longitudinais.

A vibração de um diapasão (emite um sinal sonoro) provoca uma série periódica de sucessivas compressões e rarefacções.

SOM


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• A pressão varia periodicamente

• Toma valores ora superiores ora inferiores à pressão normal

A onda

sonora é

uma onda de

pressão

O que se passa no ponto P em instantes diferentes?


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SOM


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• As moléculas do ar junto à membrana do tímpano vibram e esta membrana entra também em vibração.

• A vibração do tímpano é transmitida ao sistema ósseo constituído por martelo, bigorna e estribo (ouvido médio).

Como ouvimos um som?

• A vibração passa pelos canais semicirculares que fazem a ligação ao nervo auditivo.

• Aí a vibração é convertida em impulso eléctrico que é comunicado ao cérebro.

• O processo demora algum tempo.

Dois sons, para serem distinguidos, têm de chegar ao ouvido com um intervalo superior a 0,1s.Marília Peres e Rosa Pais

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Ouvido externo - Ouvido médio - Ouvido interno1) Canal auditivo 2) Tímpano 3) Martelo 4) Bigorna 5) Estribo 6) Janela oval 7) Tromba de Eustáquio 8) Cóclea 9) Nervo auditivo

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/ear.html Marília Peres e Rosa Pais

http://www.blackwellpublishing.com/matthews/ear.html

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Nas fontes sonoras ocorrem vibrações de meios materiais elásticos que se transmitem por ondas.

Os nossos ouvidos e os microfones detectam os sinais sonoros.

As vibrações captadas pelo microfone podem visualizar-se num computador, máquina de calcular e CBL ou num osciloscópio.


http://www.kettering.edu/~drussell/guitars/paul2.jpg

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http://www.doctronics.co.uk/scope.htm#what

http://www.deetc.isel.ipl.pt/electronica/LEIC/FAE/aparelhos/osciloscopio.htm

Osciloscópio


http://www.doctronics.co.uk/scope.htm#what

http://www.deetc.isel.ipl.pt/electronica/LEIC/FAE/aparelhos/osciloscopio.htm

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A velocidade de propagação das ondas sonoras é independente da fonte sonora.

Depende da natureza do meio material elástico que vibra.

As ondas sonoras não se propagam no vazio.


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No ar, a 20 ºC, a velocidade do som é 343 m s-1

v = x f

Velocidade do Som


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Velocidade do Som


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Velocidade supersónicaVelocidade supersónica

Quando os objectos se deslocam a velocidades superiores à do som.

Ver filme em: http://www.youtube.com/watch?v=9XolAaBwjY0

Avião ultrapassando a

velocidade do som. O cone

branco é formado por

gotículas de água

condensada, devido à

súbita queda de pressão em

regiões ao redor da

aeronave.


http://www.youtube.com/watch?v=9XolAaBwjY0

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Velocidade supersónicaVelocidade supersónica

• A expressão "barreira do som" nasceu da ideia (errada) de que a velocidade do som era o limite da velocidade de voo de um avião. Esta ideia mudou completamente quando o primeiro avião atingiu uma velocidade "supersónica" (acima da barreira do som).

• No momento em que um avião atravessa a barreira do som, forma-se uma enorme nuvem à sua volta? Esta nuvem é provocada pela onda de som que, ao avançar, comprime a humidade do ar. Chama-se "cone de Mach".

• Ao voar, a uma velocidade supersónica, um avião cria, no seu rasto, um fenómeno chamado «estampido sónico»!

• No entanto, ao contrário do que se possa pensar, quando um avião ultrapassa a velocidade supersónica, o voo passa a ser suave, porque se passa a voar mais rápido do que as ondas de pressão.


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ESPECTRO SONORO


18Marília Peres e Rosa Pais

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ECO

REVERBERAÇÃO


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SonarSonar

• Sound Navigation and Ranging

• Sistema de localização e prospecção de obstáculos por meio de ondas sonoras (ultra-sons), tirando partido da sua reflexão.


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O Sonar dos Golfinhos

Os golfinhos nadam livremente pelas águas escuras e agitadas, orientando-se somente pelos ecos dos sons que produzem. O formato de sua cabeça funciona como uma caixa acústica. O sonar dos golfinhos opera com uma precisão de detalhes maior do que o sonar electrónico.


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EcografiaEcografia

• Utiliza o mesmo princípio do sonar.

• São também usados ultra-sons, mas com uma frequência muito maior.

• Os diferentes tipos de tecidos têm diferentes capacidades de reflexão das ondas sonoras.

• Alguns absorvem mais do que outros.


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Intensidade de um somIntensidade de um som

• Característica que permite distinguir um som forte de um som fraco.

• Está relacionada com a amplitude da onda sonora.

• Quanto maior a amplitude da onda sonora, maior a intensidade do som


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Altura de um somAltura de um som• Permite distinguir um som grave de um som agudo.• Está relacionada com a frequência da onda sonora

• A onda correspondente a um som alto ou agudo tem maior frequência que a da onda de um som baixo ou grave.


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Ondas Progressivas


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• Quando se bate com um pequeno martelo num dos ramos em U de um diapasão, este emite um som simples ou puro.

Som Puro


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• O som simples tem apenas um comprimento de onda e é uma onda harmónica.

• O som complexo tem mais do que um componente.

Som puro e som complexo


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TimbreTimbre• Permite distinguir dois sons com a mesma intensidade e

a mesma frequência, mas produzidos por instrumentos diferentes.

• O timbre resulta da combinação do som fundamental e dos seus harmónicos.

• O nº de harmónicos que intervêm e a proporção em que cada um entra no som resultante dão características únicas ao som de um instrumento musical ou da voz humana.


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TimbreTimbre

• Combinações do mesmo som fundamental e dos dois primeiros harmónicos, todos com amplitudes diferentes (à esquerda e à direita).

• O som resultante é diferente do lado esquerdo e do lado direito.


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HarmónicoHarmónico

• Um som puro tem uma frequência bem definida.

• Harmónico é um som puro cuja frequência é um múltiplo inteiro do som fundamental.


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Resulta da combinação de duas ondas que se propagam em sentidos opostos

Onda Estacionária

Onda Estacionária numa corda (extremos fixos)

V

V

V

V

Onda estacionária

Onda incidente

Onda reflectida


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Nodos

Antinodos

Nodos – as partículas não estão a vibrar.

Antinodos – as partículas vibram com amplitude máxima.

Onda Estacionária



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Fundamental - 1º harmónico

2º harmónico

3º harmónico

Onda estacionária numa corda fixa (por exemplo de uma viola)


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Relação entre as frequências dos sons harmónicos (fn) com a frequência fundamental (f0)

fn= n f0 n = 1, 2, 3…



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Instrumentos de Corda:O violino e a guitarra são exemplos de instrumentos musicais que produzem ondas estacionárias numa corda em que uma das extremidades está fixa.

Instrumentos de Sopro:A flauta e o saxofone possuem tubos sonoros que são colunas de ar. O som harmónico é obtido por vibração labial que se transmite às moléculas de ar.


http://www.kettering.edu/~drussell/guitars/hummingbird/hummingbird.jpg

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Vídeo sobre as características do som:

http://uk.youtube.com/watch?v=6p7AGK4GLw8


http://uk.youtube.com/watch?v=6p7AGK4GLw8

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