Ondas Sonoras

1) Que características principais é notado no que chamamos de som?

a) é um tipo de onda mecânica e que portanto, necessita de um meio material para ser produzido e se propagar;

b) é produzido a partir das vibrações da moléculas (ou átomos) que formam o meio;

c) é um tipo de onda chamada de onda longitudinal, porque a propagação e as vibrações das moléculas do meio têm mesma direção;

d) se propaga com velocidades diferentes em cada meio, dependendo da densidade e temperatura;

e) é uma forma de energia (sonora) e uma de suas qualidades é a intensidade sonora cuja unidade é o bel, que se relaciona com a amplitude da onda;

f) é definido de acordo com a capacidade auditiva do ser humano;

g) é classificado em agudo e grave, de acordo com sua frequência.

2) O que são fontes sonoras?

Os instrumentos musicais, as cordas vocais humanas, um material que emite barulho estranho são exemplos de fontes sonoras. Estas produzem vibrações que são transmitidas às moléculas do meio, resultando uma onda de pressão que se propaga.

3) Que tipo de meio o som se propaga?

Quando o som se propaga num meio fluido como a água, por exemplo, ele é considerado uma onda mecânica longitudinal. É chamado assim porque as partículas do meio vibram na mesma direção em que ocorrem a propagação da onda. Notadamente o som se propaga no ar e nele também as partículas de ar formam pressão de onda e essa onda se propaga na mesma direção que o ar. Por se tratar de uma onda mecânica, o som não se propaga no vácuo.

4) Qual a principal função das ondas sonoras?

São ondas que nos ajudam a perceber o ambiente ao nosso redor, possibilitando a comunicação falada. As ondas sonoras não são visíveis, mas são percebidas pelo sentido da audição.

5) Como nós ouvimos?

O som entra nos ouvidos provocando a vibração do tímpano.

Essa vibração aciona dois ossos chamados de martelo e bigorna.

Esses dois ossos acionam um terceiro osso chamado estribo.

Do estribo, as vibrações são passadas para o ouvido interno.

No ouvido interno, as vibrações estimulam os nervos responsáveis pelo envio da informação ao cérebro, que fará sua interpretação.

6) O ouvido humano capta todo tipo de som?

Nossos ouvidos somente detectam as ondas sonoras que têm frequência entre 20 Hz e 20.000 Hz.

Alguns animais possuem uma faixa de frequência de audição maior.

Cachorros: 15 Hz a 50.000 Hz.

Morcegos: 1 Hz a 120.000 Hz.

Golfinhos: 70 Hz a 240.000 Hz.

7) Como é verificada a velocidade de propagação das ondas sonoras?

Como o som se propaga através de moléculas, a sua velocidade depende do meio de propagação (μ), havendo influência da temperatura (T) que se apresenta. A propagação é maior quanto maior for a temperatura do meio. A mudança de temperatura provoca alteração na velocidade e desvio na direção de propagação das ondas sonoras.

8) Qual a velocidade do som?

No ar, à temperatura de 0 ^oC, a velocidade do som é de 330 m/s; a 15 ^oC, é de 340 m/s.

Nos sólidos e nos líquidos, em que as moléculas se encontram mais agregadas que no ar, a velocidade do som é maior. Na água, a 0 ^oC, atinge a 1.450 m/s. Em alguns metais, como o ferro, pode atingir aproximadamente 4.500 m/s.

9) Como o som é tratado em relação ao comprimento de onda?

A equação fundamental da onda também vale para o som: v = λ ∙ f.

Porém, a velocidade do som não depende da pressão, da frequência nem do comprimento de onda.

10) Como o som se propaga?

O som é produzido por vibrações transmitidas para o ar. Essas vibrações geram regiões de compressão e rarefação dos gases atmosféricos que se intercalam periodicamente, de acordo com a frequência da fonte que produz as vibrações.

Por se tratar de uma onda, o som não é capaz de transportar matéria, como pequenas partículas, mas somente energia. Observe a figura abaixo, nela é possível observar como o som é capaz de propagar-se:

As ondas sonoras produzem regiões de compressão e rarefação.

A velocidade de propagação do som depende diretamente de fatores como a elasticidade do meio. Quanto mais elástico um meio for, maior será a velocidade de propagação das ondas sonoras em seu interior. Dizemos que um meio é elástico quando ele é capaz de variar grandemente o seu volume se for sujeito a uma pressão. Quanto maior a proximidade das moléculas que compõem esse meio, maior será a velocidade de propagação. Dessa forma, a velocidade do som nos sólidos é maior que nos líquidos e gases.

11) Quais são as características das ondas sonoras que nos definem a qualidade do som?

Existem três características notáveis nas ondas sonoras: altura, intensidade e timbre.

a) Altura: A característica do som chamada que costumamos chamar de altura não tem o mesmo significado do usado no comprimento.

A altura, nas ondas, nos permite distinguir sons graves e agudos. Quanto maior for a frequência do som, mais agudo ele é. Quanto mais agudo, mais alto o som estará. Quanto mais grave, mais baixo o som estará.

b) Intensidade: O termo físico intensidade é o que nós costumamos chamar de "altura" no dia-a-dia.

Quanto mais intenso o som, maior será a amplitude de sua onda. Um som pode ser forte ou fraco, de acordo com sua intensidade ou seu volume.

c) Timbre: É a característica que nos permite diferenciar sons de mesma altura e intensidade, mas produzidos por diferentes instrumentos. É possível distinguir notas musicais iguais, emitidas ao mesmo tempo por instrumentos diferentes, devido ao timbre característico de cada instrumento (ou voz).

Atividades:

1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):

a) Ondas sonoras são ondas mecânicas capazes de se propagar apenas em meio material. ( )

b) Ao vibrar, as cordas vocais transmitem uma vibração às moléculas de ar que estão em contato com elas. Essa vibração é transmitida, de molécula em molécula, até atingir o ouvido. ( )

c) O som é uma onda longitudinal, porque ele pode ser produzido pelas cordas vocais e se propagar no ar, fazendo com que as moléculas do ar se desloquem na mesma direção em que a onda se desloca até chegar ao ouvido de alguém. ( )

d) As ondas sonoras atingem o ouvido, o tímpano vibra e envia impulsos ao cérebro, produzindo-se a sensação sonora.

e) O som não é uma forma de energia, portanto não existe uma energia sonora. ( )

f) Cada voz humana tem um timbre diferente, embora muitas vezes possam ter a mesma intensidade e a mesma frequência. ( )

g) O termo físico intensidade é o que nós costumamos chamar de altura no dia-a-dia. Quanto mais intenso o som, maior será a amplitude de sua onda. ( )

2) Qual alternativa que NÃO representa uma característica correta das ondas sonoras?

(A) São invisíveis aos olhos humanos.

(B) São interpretadas pelo sentido da audição.

(D) Os três ossos do ouvido relacionados à audição humana são martelo, bigorna e estribo.

3) Qual dessas é uma correta classificação das ondas sonoras?

(A) Ondas tridimensionais.

(B) Ondas eletromagnéticas.

(D) Pulso de onda refratado.

4) Sobre as ondas sonoras, é correto afirmar que NÃO se propagam:

(A) na atmosfera.

(B) na água.

(D) nos meios metálicos.

5) No sentido científico, com qual grandeza a altura do som está relacionada?

(A) Comprimento

(B) Frequência

(D) Volume

6) Quando diz-se: Gritos são "altos", o que quer dizer a respeito do som?

(A) Alta frequência

(B) Intensidade forte

(D) Volume fraco

7) Se um violinista e um pianista tocarem a mesma nota, nós ainda conseguimos distinguir os dois sons.
Qual característica da onda sonora nos permite diferenciar sons de mesma altura e intensidade, mas produzidos por diferentes instrumentos?

(A) Timbre

(B) Frequência

(D) Período

8) A velocidade de propagação das ondas sonoras através do ar como sendo igual a 340 m/s. Uma determinada fonte produz ondas no ar com comprimento de onda igual a 2 mm (= 0,002 m). Assinale a alternativa que traz a informação correta a respeito dessas ondas:

(A) As ondas sonoras são audíveis para o ser humano.

(B) As ondas sonoras são inaudíveis, pois possuem frequência abaixo do valor mínimo perceptível pelo ouvido humano.

(D) As ondas sonoras são inaudíveis, pois o comprimento de onda é maior que a largura do tímpano.

9) Marque a alternativa CORRETA a respeito da velocidade de propagação das ondas sonoras.

(A) O som pode propagar-se apenas em meios gasosos.

(B) Em meios líquidos, a velocidade do som é maior do que em meios sólidos.

(D) A velocidade de propagação do som na água é maior do que no aço.

(E) O som, assim como as ondas eletromagnéticas, pode ser propagado no vácuo.

10) Quais são as características das ondas sonoras que determinam a altura e a intensidade do som?

(A) Frequência e Amplitude

(B) Frequência e Comprimento de Onda

(D) Timbre e Volume

11) O timbre de um som musical se deve:

(A) à frequência do som fundamental.

(B) ao comprimento de onda do som fundamental.

(D) à intensidade da fonte sonora.

12) Uma onda sonora de frequência f = 1.360 Hz propaga-se no ar com velocidade de 340 m/s. Calcule o comprimento dessa onda.

13) A velocidade do som no ar, a determinada temperatura, é de 340 m/s. Em média, o ouvido humano é capaz de ouvir sons entre 20 Hz e 20.000 Hz. Sendo assim, o som mais agudo (maior frequência) que o ouvido humano possui a capacidade de ouvir tem comprimento de onda igual a:

(A) 20 cm.

(B) 20.000 cm.

(D) 17 cm.

14) Uma pessoa toca no piano uma tecla correspondente à nota mi e, em seguida, a que corresponde a sol. Pode-se afirmar que serão ouvidos dois sons diferentes porque as ondas sonoras correspondentes a essas notas têm:

(A) amplitudes diferentes.

(B) frequências diferentes.

(D) timbres diferentes.

(E) velocidades de propagação diferentes.

15) O som é a propagação de uma onda mecânica longitudinal que se propaga apenas em meios materiais. O som possui qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir. Associe corretamente as qualidades fisiológicas do som apresentadas a seguir com as situações apresentadas logo abaixo.

Qualidades fisiológicas

(1) Intensidade

(2) Timbre

(3) Frequência

Situações

( ) Abaixar o volume do rádio ou da televisão.

( ) Distinguir uma voz aguda de mulher de uma voz grave de homem.

( ) Distinguir sons de mesma altura e intensidade produzidos por vozes de pessoas diferentes.

( ) Distinguir a nota Dó emitida por um violino e por uma flauta.

( ) Distinguir as notas musicais emitidas por um violão.

16) (ENEM-2015) Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(à):

(A) intensidade sonora do som de cada instrumento musical.

(B) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais.

(D) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes.

(E) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais.

Pesquisa Google:

1) O que é Infrassom e o que é Ultrassom?

2) Como são classificadas as qualidades dos timbres da voz humana?

3) O que é ressonância?

Aprofunde-se:

Telefone de barbante

Uma brincadeira era muito comum antigamente. Usava-se um barbante comprido e prendia uma lata (de salsicha, por exemplo) em cada uma de suas extremidades.

Duas pessoas, cada uma segurando uma lata iam estendendo o barbante e se distanciando.

Uma delas, projetando o som no interior da lata, falava baixinho e a outra (com a lata no ouvido) podia escutar as palavras ditas.

Nesse caso, as ondas sonoras estavam se propagando pelo barbante.

Fabiano Gomes Caetano - Física

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domingo, 4 de outubro de 2020

Ondas Sonoras

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