ACÚSTICA Ondas sonoras (Capítulo 19)

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1 ACÚSTICA Ondas sonoras (Capítulo 19)
Prof. Diones Charles Física 2

2 INTRODUÇÃO 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 Aviões supersônicos: possuem velocidade maior que o som no ar.
VELOCIDADE DO SOM A velocidade do som depende das condições do meio em que ele se propaga. Meio Temperatura V (m/s) Ar 20º C 340 Água 0º C 1500 Ferro 0º C 4480 Aviões supersônicos: possuem velocidade maior que o som no ar.

4 FISIOLOGIA DA AUDIÇÃO 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) .

5 ALTURA DO SOM Qualidade que permite diferenciar som grave e som agudo.
A altura de um som depende apenas de sua frequência.

6 ALTURA DO SOM Infra – Som Som Audível Ultra – Som Alto: AGUDO
20 Hz 20 kHz Alto: AGUDO (Alta frequência) Som Audível Baixo: GRAVE (baixa frequência)

7 INTERVALO ACÚSTICO O Intervalo entre dois sons é a razão entre as frequências destes sons. Se I = 2; dizemos que o intervalo entre os dois sons é uma oitava. Intervalo Acústico Razão de frequência Uníssono 1:1 Oitava 2:1 Tom maior 9:8 Tom menor 10:9 Semitom 16:15

8 INTENSIDADE SONORA DEFINIÇÃO:
É a quantidade de energia sonora que atravessa a unidade área de uma superfície disposta perpendicularmente à direção de propagação, na unidade de tempo. A unidade de potência no SI é watt (W); A unidade de intensidade é w/m².

9 Potência da fonte (Watts)
INTENSIDADE SONORA Potência da fonte (Watts) Área atravessada pelo som (m2) SILENCIO ABSOLUTO POLUIÇÃO SONORA SOM FISIOLÓGICO I (W/m2) 10-12 1 LIMIAR DE AUDIBILIDADE

10 INTENSIDADE SONORA Exemplo:
Uma onda sonora incide continua e perpendicularmente a uma superfície de área igual a 9,0x10 -2 m², de modo que, num intervalo de tempo igual a 2 segundos, a energia incidente na superfície equivale 7,2x10-2 J. Determine: A potência incidente na superfície; A intensidade da onda na superfície.

11 INTENSIDADE SONORA SOM FORTE SOM FRACO Intensidade Alta
Baixa Intensidade Onda Sonora com amplitude Alta Onda Sonora com amplitude baixa

12 NÍVEL SONORO DEFINIÇÃO MATEMÁTICA:
É a intensidade sonora percebida ou detectada pelo sistema auditivo humano. DEFINIÇÃO MATEMÁTICA: SILÊNCIO ABSOLUTO SOM FISIOLÓGICO POLUIÇÃO SONORA 120 decibel Limiar de audibilidade Limiar de dor

13 NÍVEL SONORO 1 B = 1 bel = 10 decibels = 10dB I0 = 10-12 W/m² Obs.:
log 10x = x log (x.y) = log x + log y log A = x => A = 10x 1 B = 1 bel = 10 decibels = 10dB

14 NÍVEL SONORO Exemplos:
Sabendo que a menor intensidade sonora audível do ser humano é I0 = W/m2, determine o nível sonoro de: Um som cuja intensidade é I = 10-5 W/m²; I0 2) Calcule o níveo sonoro de um som cuja intensidade é I = 2,0x10-8 W/m², sabendo que log 2 = 0,3. Expresse o valor em decíbels. 3) Calcule a intensidade sonoro (I) de um som cujo nível sonoro é 90 Db.

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

16 REFLEXÃO DO SOM 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.

17 FONTES DE ONDAS SONORAS
Cordas Sonoras 1º HARMÔNICO Som fundamental 2º HARMÔNICO 3º HARMÔNICO

18 CORDAS SONORAS

19 EFEITO DOPPLER É o fenômeno pelo qual um observador percebe uma frequência diferente daquela emitida por uma fonte, devido ao movimento relativo entre eles. Aproximação Som percebido é mais alto. Afastamento Som percebido é mais baixo.

20 • f’ é a frequência ouvida pelo observador; • f é a frequência emitida pela fonte; • vs é a velocidade do som (340 m/s); • v0 é a velocidade do observador; • vF é a velocidade da fonte. Para utilização dessa fórmula, o sinal positivo ou negativo que procede a velocidade v0 e vF deve ser usado de acordo com a seguinte regra: orienta-se um eixo do observador para a fonte; se o movimento for a favor desse eixo, usa-se o sinal positivo. Se o movimento for contra esse eixo, usa-se o sinal negativo.