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A CÚSTICA Professor André. É o segmento da Física que interpreta o comportamento das ondas sonoras audíveis frente aos diversos fenômenos ondulatórios.

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1 A CÚSTICA Professor André

2 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.

3 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).

4 A velocidade do som depende das condições do meio em que ele se propaga. Aviões supersônicos: possuem velocidade maior que o som no ar. MeioTemperaturaV (m/s) Ar 20º C340 Água 0º C1500 Ferro 00º C4480

5 Qualidade que permite diferenciar som grave e som agudo. A altura de um som depende apenas de sua freqüência.

6 20 Hz20 kHz Som AudívelInfra – SomUltra – Som Altura Som Audível Alto: Baixo: AGUDO GRAVE (Alta freqüência) (baixa freqüência)

7 SOM FORTE Intensidade Alta Onda Sonora com amplitude Alta SOM FRACO Baixa Intensidade Onda Sonora com amplitude baixa

8 Está relacionado à forma da onda. Permite distinguir dois sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes distintas.

9 Quando as ondas sonoras atingem um obstáculo fixo, como uma parede, elas sofrem reflexão com inversão de fase. Persistência auditiva: tempo que leva para deixarmos de perceber um som (0,1s). Eco: ocorre quando a pessoa percebe o som, por ela emitido, duas vezes distintas.

10 Éco em um Obstáculo Frontal obstáculo d = v.t 2d = v.t 2d = 340 x 0,1 2d = 34 d = 17 m d ida e volta A menor distância para que haja eco em obstáculo frontal é de 17 m. Supondo v SOM = 340 m/s e Δt=0,1 s para a persistência auditiva temos:

11 Efeito Doppler Variação aparente na altura de um som (também é extensivo a outras ondas) quando há movimento relativo entre a fonte e o ouvinte.

12 Aproximação: f OBS. > f FONTE ( + agudo) Afastamento: f OBS. < f FONTE ( + grave) Relação entre as frequências

13 Sinal + : sentidos opostos; Sinal - : sentidos iguais. observadorfonte f F freqüência da fonte; f o freq. Observada; v o vel. do observador; v F vel. da fonte; v S vel. do som. Sentido Positivo: do observador para a fonte. Equação:

14 Um automóvel com velocidade constante de 72 km/h se aproxima de um pedestre parado. A freqüência do som emitido pela buzina é de 720 Hz. Sabendo que a velocidade do som no ar é de 340 m/s, a freqüência do som que o pedestre irá ouvir será de: a)500 Hz; b) 680 Hz; c) 720 Hz; d) 765 Hz; e) 789 Hz. Exemplo

15 v s =340 m/s v F = 72 km/h=20 m/s f=720 Hz Resolução:

16 Onda Estacionária Resulta da combinação dos fenômenos de reflexão e interferência. Pode ocorrer em cordas, tubos sonoros (como uma flauta), antenas, etc... Ventre: interferência construtiva máxima vibração Nó ou nodo: interferência destrutiva vibração mínima fuso λ/2 Extremo fixo nó

17 As cordas vibrantes são fios flexíveis e tracionados nos seus extremos. São utilizados nos instrumentos musicais de corda como a guitarra, o violino, o violão e o piano.

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19 Harmônicos é o conjunto de frequências que uma corda sonora pode emitir ao vibrar. Primeiro Harmônico ou Freqüência Fundamental formam-se, na corda, um fuso com 2 nós. Veja abaixo:

20 Ondas estacionárias numa corda. Meia onda.

21 Segundo Harmônico formam-se, na corda, dois fusos com 3 nós.

22 Ondas estacionárias numa corda. Onda inteira.

23 Terceiro Harmônico forma-se, na corda, três fusos com 4 nós.

24 Ondas estacionárias numa corda. 1½ de onda.

25 Harmônico n forma-se, na corda, n fusos com (n+1) nós.

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30 PRIMEIRO HARMÔNICO (n = 1) SEGUNDO HARMÔNICO (n = 2)

31 TERCEIRO HARMÔNICO ( n = 3 ) QUARTO HARMÔNICO ( n = 4)

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33 Ressonância Todo corpo possui uma freqüência natural, ou seja, a freqüência com que ele vibra quando estimulado, excitado. Quando este corpo é exposto a uma onda sonora igual a esta (ou próxima desta) ele passa a vibrar re-emitindo um som, ou seja, passa a ressoar.

34 Embora tenha sido observada primeiramente com o som, ocorre com qualquer tipo de onda. Os fornos de microondas funcionam por ressonância com as moléculas de água.

35 ***Fotografia clássica da Ponte de Tacoma (EUA) ruindo após entrar em ressonância com rajadas de vento, cuja freqüência coincidiu com a natural da ponte.


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