PROPAGAÇÃO DE ONDAS José Flávio Feiteira

Apresentação em tema: "PROPAGAÇÃO DE ONDAS José Flávio Feiteira"— Transcrição da apresentação:

1 PROPAGAÇÃO DE ONDAS José Flávio Feiteira
Universidade Federal Fluminense Polo Universitário de Volta Redonda - PUVR Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda - EEIMVR Departamento de Engenharia Mecânica - VEM

2 PROPAGAÇÃO DE ONDAS MECÂNICAS ELETROMAGNÉTICAS

3 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

4 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

5 Fonte / meio / receptor Freqüência

6 Propriedades Físicas do Som - Freqüência
20 20.000 SOM Hz Infra-sons Faixa ou banda audível Ultra-sons

7 4k Sons graves Médios Hz Faixa ou banda audível
Propriedades Físicas do Som - Freqüência 20k 20 500 4k Sons graves Médios Agudos Hz 10 100 1000 10000 Faixa ou banda audível

8 Propriedades Físicas do Som - Freqüência
Animal Limite inferior Limite superior Gatos 10 Hz 60 kHz Cães 15 Hz 50 kHz Morcegos 10 kHz 120 kHz Golfinhos 240 kHz

9 Atenuação no ar Função de f

10 Atenuação na água

11 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

12 PROPAGAÇÃO DE ONDAS DIRETIVIDADE DA FONTE

13 Diretividade

14 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

15 ONDAS LONGITUDINAIS

16 Movimento Ondulatório
Propagação Longitudinal:

17 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

18 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

19 ONDAS TRANSVERSAIS

20 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

21 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

22 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

23 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

24 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

25 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

26 PROPAGAÇÃO DE ONDAS

27 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

28 Vórtices

29 Perigo Uma ponte nos Estados Unidos desabou quando entrou em ressonância pelo efeito do vento. A ponte sobre o Estreito de Tacoma, logo após ser liberada ao tráfego, começou a balançar sempre que o vento soprava um pouco mais forte. No dia 7 de Novembro de 1940 aconteceu a ressonância.

30 Efeito DOPPLER \Applets\ph11br\dopplereff_br.htm

31 PROPAGAÇÃO DE ONDAS SONORAS

32 Propagação de Ondas Resolvendo problemas no mar (profundidade)

33 Propagação de Ondas Resolvendo problemas no mar
(pesca, tipo de fundo, há submarino? há petróleo ?)

34 Propagação de Ondas Resolvendo problemas mecânicos: (qual o defeito ?)
O sensor gera um sinal proporcional à aceleração vibratória a(t)

35 Propagação de Ondas Resolvendo problemas em medicina (há bebê ?, há cálculos ?)

36 Equação da Onda

37 TONS PUROS via MatLab

38 Jean Baptiste Fourier (1768 – 1830)
Física Acústica Jean Baptiste Fourier (1768 – 1830)

39   Propriedades Físicas do Som - Timbre e espectro Física Acústica
Amplitude Tom puro (senoide)  F1 Freqüência Amplitude Onda quadrada  F1 F2 F3 F4 F5 Freqüência

40  Propriedades Físicas do Som - Timbre e espectro Física Acústica
Amplitude Onda complexa  F1 Freqüência

41 Propriedades Físicas do Som - Densidade Espectral
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Densidade Espectral A Densidade espectral apresenta a energia do fenômeno vibratório em função da freqüência. O gráfico de densidade espectral mostra a energia da onda sonora para cada freqüência discreta ou banda de freqüência.

42 Propriedades Físicas do Som - Densidade Espectral
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Densidade Espectral Energia/freqüência freqüência

43 Analisador de espectro sonoro:
LAV Analisador de espectro sonoro:

44 Propriedades Físicas do Som - Ruído
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Ruído A definição de ruído é um tanto ambígua. De um modo geral pode ser definida como um som indesejável. Assim vamos apresentar duas definições para o ruído : Definição Subjetiva : Ruído é toda sensação auditiva desagradável ou insalubre. Definição Física : Ruído é todo fenômeno acústico não periódico, sem componentes harmônicos definidos.

45 Fim. Propriedades Físicas do Som - Ruído Física Acústica Amplitude
freqüência Amplitude freqüência Fim.

46 2.1 Transformada de Fourier (Continuação)

47 2.2 Transformada de Fourier
Exemplos de Utilidades Análise de ruídos (Sons) Tratamento de imagens (Satélite) Estatística (Produção Industrial) Flutuações nos preços (Bolsa de Valores)

48 2.3 Transformada de Fourier
Integral de Fourier Inversa da Integral de Fourier

49 2.4 Transformada de Fourier
Análise Computacional do Sinal Via FT Processamento Digital de Sinais (DSP): consiste em trabalhar sinais de forma a alterá-los, codificá-los ou decodificá-los Conversor Analógico-Digital (ADC): responsável pela conversão do sinal

50 2.5 Transformada de Fourier
Discretização do Sinal (via impulsos unitários)

51 3. Transformada Discreta de Fourier (DFT)
Modificação da Integral de Fourier (substitui integrais por somatórios) Válido somente para sinais periódicos

52 5.1 Partes Integrantes do Projeto
Interface com usuário Foram utilizados os recursos gráficos do Matlab

53 Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade Portanto, o número de decibels (dB) nada mais é que aquele expoente da relação das intensidades físicas, multiplicado por 10

54 LAV Alexander Grahan Bell

55 Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade A intensidade sonora medida em decibels é definida como Nível de Intensidade Sonora (NIS) ou Sound Intesity Level (SIL), em inglês  Intensidade Sonora  Watts / cm 2  Nível de Intensidade Sonora - NIS -  decibels (dB)

56 O decibel não é uma unidade de medida, mas apenas uma escala.
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade O decibel não é uma unidade de medida, mas apenas uma escala.  O plural de decibel é decibels.  O termo "decibeis" é errado, embora tenha se tornado de uso popular

57 I NIS = 10 . log [dB] IREF Propriedades Físicas do Som - Intensidade
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade Matematicamente podemos escrever : W/cm2 I NIS = 10 . log [dB] IREF 10-16 W/cm2

58 Propriedades Físicas do Som - Intensidade
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade Aparelho de som com 20 Watts, digamos que reproduza 60 dB de nível de intensidade sonora no ambiente. Com 40 W, o mesmo aparelho reproduzirá 63 dB, e com 80 W, 66 dB. Se um avião à jato produz perto de 140 dB de NIS, dois aviões idênticos produzirão 143 dB.

59 Propriedades Físicas do Som - Intensidade
Física Acústica Propriedades Físicas do Som - Intensidade Na escala em decibels, o dobro de 70 dB é 73 dB, assim como o dobro de 120 dB é 123 dB. A metade de 90 dB é 87 dB, assim como a metade 150 dB é 147 dB. Se uma máquina produz 60 dB, mil máquinas idênticas produzirão 90 dB. Se um operário trabalha 8 horas/dia num ambiente com 100 dB de ruído, se ele trabalhar apenas 4 horas/dia ele estaria exposto, em média a 97 dB.

60 Física Acústica

61 Física Acústica 150 140 130 Limite da dor 120 110 100 90 80 70 60 50
Avião a jato na pista Limite da dor 130 Martelete pneumático Trovão forte 120 Buzina de automóvel 110 Serra circular Limite do desconforto 100 Oficina Mecânica 90 Ruído do metrô Ruído do tráfego urbano 80 Voz humana (alta) 70 Faixa de Conversação Voz humana (normal) 60 Escritório 50 Som em uma sala de estar 40 Ruído em uma biblioteca 30 Quarto de dormir à noite 20 Ruído em um estúdio de rádio 10 Barulho das folhas na brisa Limite da percepção 00 dB(A)

62 Rio de Janeiro 18/07/2007