unesp Laboratório de Acústica e Vibrações Prof. Dr. João Candido Fernandes Depto Engenharia Mecânica Unesp – Campus de Bauru E-mail: jcandido@feb.unesp.br

LAV Princípios do Som

O som se propaga em ondas esféricas (em todas as direções). LAV Forma de Propagação: O som se propaga em ondas esféricas (em todas as direções). Dependendo da fonte sonora, pode haver uma maior concentração da energia sonora numa determinada direção (diretividade).

Forma de Propagação longitudinal: LAV Forma de Propagação longitudinal:

Forma de Propagação longitudinal: LAV Forma de Propagação longitudinal:

Forma de Propagação longitudinal: LAV Forma de Propagação longitudinal:

Forma de Propagação longitudinal: LAV Forma de Propagação longitudinal:

Forma de Propagação longitudinal: LAV Forma de Propagação longitudinal:

O velocidade do som depende da densidade e da pressão do ar. LAV Velocidade de Propagação: O velocidade do som depende da densidade e da pressão do ar.

LAV Velocidade de Propagação: É muito utilizada uma equação aproximada para a velocidade do som: V = 331,4 + 0,607 . t Temperatura [ºC]

A temperatura é a variável que mais influencia a velocidade do som. LAV Velocidade de Propagação: A temperatura é a variável que mais influencia a velocidade do som.

Velocidade de Propagação: LAV Velocidade de Propagação:

Atenuação Atenuação do Som na propagação: LAV Atenuação do Som na propagação: O som, ao se propagar, perde energia, devido a dois fatores: Dispersão das ondas - cada vez que se dobra a distância da fonte a intensidade diminui 6 dB. Atenuação Perdas entrópicas - As varia-ções de pressão da onda sono-ra fazem que parte da energia se transforme em calor (ISO TC 43).

LAV Freqüência média da oitava [Hz] Temperatu-ra [ºC] Perda entrópica em 100 metros de propagação do som [dB/100m] Umidade relativa do ar [%] 40 50 60 70 80 90 100 63 0 - 30 125 250 0,1 500 0 – 15 0,3 0,2 15 – 30 1000 0,7 0,6 0,5 0,4 5 10 15 20 25 30 2000 2,6 2,1 1,7 1,5 1,3 1,1 1,0 2,0 1,6 1,2 0,9 0,8 4000 7,4 6,8 6,0 5,3 4,6 4,1 3,7 7,1 6,3 4,0 3,6 3,3 6,9 5,4 3,9 3,4 3,1 2,8 5,6 4,4 3,0 2,3 3,2 2,5 8000 14 15,5 16 14,5 13 17,5 17 12,5 11,5 10,5 11 9,8 8,8 7,9 8,9 7,5 6,6 12 8,1 5,8 5,2 9,5 7,8 6,5 5,0 4,3 3,8

A Atenuação do som na propagação : LAV Resumindo: A Atenuação do som na propagação :  é diretamente proporcional à freqüência, ou seja, o som agudo "morre" em poucos metros, enquanto que o som grave se pode ouvir a quilômetros de distância.  é inversamente proporcional à temperatura.  é inversamente proporcional à umidade.  a poluição do ar, principalmente o monóxido e dióxi-do de Carbono, são muito absorventes, atenuando bastante o som.  não sofre influência da pressão atmosférica.

A Velocidade do Som na propagação : LAV Resumindo: A Velocidade do Som na propagação :  é diretamente proporcional à temperatura.  é diretamente proporcional à umidade.  não sofre influência da pressão atmosférica.  não varia com a freqüência.

Propagação do som com obstáculos: LAV Propagação do som com obstáculos: Som incidente Som transmitido Som absorvido Som refletido

a = Coeficiente de Absorção: Energia absorvida Energia incidente LAV São definidos 3 coeficientes: Coeficiente de Absorção: Energia absorvida a = Energia incidente

Coeficiente de Absorção: LAV Coeficiente de Absorção:

Coeficiente de Absorção: LAV Coeficiente de Absorção:

Coeficiente de Absorção: LAV Coeficiente de Absorção: Parede de alvenaria Som incidente 500 Hz Som refletido = 97% do som incidente

Coeficiente de Absorção: LAV Coeficiente de Absorção: Parede Som incidente 2 kHz Lã de vidro (10 cm) Som refletido = 20% do som incidente

LAV Coeficiente de Reflexão: Energia refletida a = Energia incidente

 Reflexão ocorre segundo as leis da ótica; LAV Reflexão:  Reflexão ocorre segundo as leis da ótica;  Reflexão é diretamente proporcional à dureza do material;  Concreto, mármore, azulejos, vidros refletem quase 100% do som incidente;  Muitas superfícies refletoras causam reverberação e baixos índices de reconhecimento de fala.

LAV Reflexão:

LAV Reflexão:

LAV Reflexão:

a = Coeficiente de Transmissão: Energia transmitida Energia incidente LAV Coeficiente de Transmissão: Energia transmitida a = Energia incidente

LAV Atenuação:

Atenuação: Parede de alvenaria 25 cm Som incidente 100 dB LAV Atenuação: Parede de alvenaria 25 cm Som incidente 100 dB Som transmitido = 46 dB

Atenuação: Parede de alvenaria 25 cm + 13 cm = 38 cm Som incidente LAV Atenuação: Parede de alvenaria 25 cm + 13 cm = 38 cm Som incidente 100 dB Som transmitido = 46 dB – 3 dB = 43 dB

Atenuação: Paredes de alvenaria 12 cm Som incidente LAV Atenuação: Paredes de alvenaria 12 cm Som incidente Atenuação de 49 dB em cada parede

LAV Difração:

LAV Difração:

Reverberação e Tempo de reverberação: LAV Reverberação e Tempo de reverberação:

Reverberação e Tempo de reverberação: LAV Reverberação e Tempo de reverberação:

Reverberação e Tempo de reverberação: LAV Reverberação e Tempo de reverberação: Campo direto Primeiras reflexões Campo Reverberante

Reverberação e Tempo de reverberação: LAV Reverberação e Tempo de reverberação: Som Direto Primeiras reflexões Reverberação Nív el t

LAV Inteligibilidade: É a principal característica acústica de um ambiente, pois reflete o grau de entendimento das palavras no interior do ambiente. Para locais onde a comunicação é primordial (auditórios, cinemas, teatros, igrejas, salas de aulas e conferências, etc.) a boa inteligibilidade acústica é um fator decisivo. Quando se refere à comunicação em um ambiente, a inteligibilidade é definida como “inteligibilidade acústica da linguagem”.

Audibilidade entre ambientes: Condições de Audibilidade LAV Audibilidade entre ambientes: Isolamento Condições de Audibilidade situação - que 30 dB A voz normal pode ser compreendida com facilidade pobre de 30 a 35 dB O som da voz pode ser percebido mas perdendo-se algumas palavras suave de 35 a 40 dB O som da voz pode ser percebido mas compreendido com dificuldade bom de 40 a 45 dB O som da voz pode ser ouvido fracamente e não compreendido Muito bom + que 45 dB Apenas sons muito fortes podem ser ouvidos fracamente Excele-nte

LAV Eco : O eco é uma conseqüência imediata da reflexão sonora. Define-se eco como a repetição de um som que chega ao ouvido por reflexão 1/15 de segundo ou mais depois do som direto. Considerando-se a velocidade do som em 345 m/s, o objeto que causa essa reflexão no som deve estar a uma distância de 23 m ou mais.

LAV Refração : Recebe o nome de refração a mudança de direção que sofre uma onda sonora quando passa de um meio de propagação para outro. Essa alteração de direção é causada pela variação da velocidade de propagação que sofre a onda. O principal fator que causa a refração do som é a mudança da temperatura do ar.

LAV Refração :

Ressonância : Ressonador de Helmoltz LAV Ressonância : Ressonador de Helmoltz V: volume da cavidade S: área da seção L: comprimento do bocal V S L

LAV Mascaramento : Na audição simultânea de dois sons de freqüências distintas, pode ocorrer que o som de maior intensidade supere o de menor, tornando-o inaudível ou não inteligível. Dizemos então que houve um mascaramento do som de maior intensidade sobre o de menor intensidade. O efeito do mascaramento se torna maior quando a os sons têm freqüências próximas.

LAV Ondas estacionárias : É um fenômeno que ocorre em recintos fechados. Consiste na superposição de duas ondas de igual freqüência que se propagam em sentindo oposto. Ao se sobreporem, a coincidência dos comprimentos de onda faz com que os nós e os ventres ocupem alternadamente as mesmas posições, produzindo a impressão de uma onda estacionária.

Efeito Doppler-Fizeau : LAV Efeito Doppler-Fizeau : Quando a fonte ou o observador se movem (com velocidade menor que a do som) é observada uma diferença entre a freqüência do som emitido e recebido. Esse característica que é conhecida como Efeito Doppler-Fizeau, torna o som mais agudo quando as fontes se aproximam, e mais grave no caso de se afastarem.

Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada LAV Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada

Efeito Doppler-Fizeau : fonte se aproximando LAV Efeito Doppler-Fizeau : fonte se aproximando

Efeito Doppler-Fizeau : fonte se distanciando LAV Efeito Doppler-Fizeau : fonte se distanciando

Efeito Doppler-Fizeau : LAV Efeito Doppler-Fizeau :

Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada LAV Efeito Doppler-Fizeau : fonte parada

Efeito Doppler-Fizeau : fonte em movimento LAV Efeito Doppler-Fizeau : fonte em movimento

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. = veloc. som LAV Efeito Doppler-Fizeau : veloc. = veloc. som

Efeito Doppler-Fizeau : veloc. maior veloc. som LAV Efeito Doppler-Fizeau : veloc. maior veloc. som

LAV Quebra da barreira do som - Boom Acústico : Ao se ultrapassar a barreira do som, é gerada uma onda de pressão sonora de alta intensidade, semelhante ao som de uma grande explosão. Se ocorrer próximo a cidades, pode ocasionar quebra de vidraças e telhas das residências.

Quebra da barreira do som - Boom Acústico : LAV Quebra da barreira do som - Boom Acústico :

Quebra da barreira do som - Boom Acústico : LAV Quebra da barreira do som - Boom Acústico :

LAV Fim.