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

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

3 2 •É o ramo da Física que se ocupa do estudo do som. Acústica Marília Peres e Rosa Pais

4 3 •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 Marília Peres e Rosa Pais

5 4 •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 Marília Peres e Rosa Pais

6 5 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 Marília Peres e Rosa Pais

7 6 •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? Marília Peres e Rosa Pais

8 7 SOM Marília Peres e Rosa Pais

9 8 •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

10 9 Ouvido externo - Ouvido médio - Ouvido interno 1) Canal auditivo 2) Tímpano 3) Martelo 4) Bigorna 5) Estribo 6) Janela oval 7) Tromba de Eustáquio 8) Cóclea 9) Nervo auditivo Marília Peres e Rosa Pais

11 10 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. Marília Peres e Rosa Pais

12 11 Osciloscópio Marília Peres e Rosa Pais

13 12 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. Marília Peres e Rosa Pais

14 13 No ar, a 20 ºC, a velocidade do som é 343 m s -1 v =  x f Velocidade do Som Marília Peres e Rosa Pais

15 14 Velocidade do Som Marília Peres e Rosa Pais

16 15 Velocidade supersónica Quando os objectos se deslocam a velocidades superiores à do som. Ver filme em: 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. Marília Peres e Rosa Pais

17 16 Velocidade 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. Marília Peres e Rosa Pais

18 17 ESPECTRO SONORO Marília Peres e Rosa Pais

19 18Marília Peres e Rosa Pais

20 19 ECO REVERBERAÇÃO Marília Peres e Rosa Pais

21 20 Sonar •Sound Navigation and Ranging •Sistema de localização e prospecção de obstáculos por meio de ondas sonoras (ultra- sons), tirando partido da sua reflexão. Marília Peres e Rosa Pais

22 21 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. Marília Peres e Rosa Pais

23 22 Ecografia •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. Marília Peres e Rosa Pais

24 23 Intensidade 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 Marília Peres e Rosa Pais

25 24 Altura 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. Marília Peres e Rosa Pais

26 25 Ondas Progressivas Marília Peres e Rosa Pais

27 26 •Quando se bate com um pequeno martelo num dos ramos em U de um diapasão, este emite um som simples ou puro. Som Puro Marília Peres e Rosa Pais

28 27 •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 Marília Peres e Rosa Pais

29 28 Timbre •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. Marília Peres e Rosa Pais

30 29 Timbre •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. Marília Peres e Rosa Pais

31 30 Harmónico •Um som puro tem uma frequência bem definida. •Harmónico é um som puro cuja frequência é um múltiplo inteiro do som fundamental. Marília Peres e Rosa Pais

32 31 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 Marília Peres e Rosa Pais

33 32 Nodos Antinodos Nodos – as partículas não estão a vibrar. Antinodos – as partículas vibram com amplitude máxima. Onda Estacionária Marília Peres e Rosa Pais

34 33Marília Peres e Rosa Pais

35 34 Fundamental - 1º harmónico 2º harmónico 3º harmónico Onda estacionária numa corda fixa (por exemplo de uma viola) Marília Peres e Rosa Pais

36 35 Relação entre as frequências dos sons harmónicos (f n ) com a frequência fundamental (f 0 ) f n = n f 0 n = 1, 2, 3… Marília Peres e Rosa Pais

37 36Marília Peres e Rosa Pais

38 37 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. Marília Peres e Rosa Pais

39 38 Vídeo sobre as características do som: Marília Peres e Rosa Pais


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