Ondas sonoras

Entenda o conceito de ondas sonoras e suas características quanto a frequência e velocidade. Além disso, descubra onde se aplicam em nosso dia a dia


Por meio do som, é feita a comunicação mais eficiente que conhecemos nos dias de hoje. Ele se comporta como uma onda, que é capaz de transportar apenas energia, sem a matéria, ou seja, transportam a energia sem carregar os objetos por onde passam. Para exemplificar, quando alguém fala com a gente, não somos empurrados na direção da propagação da onda, mas sentimos a energia sonora vibrar em nossos tímpanos. Ao contrário das ondas eletromagnéticas, as ondas sonoras não podem se propagar no vácuo.

Ondas sonoras

Foto: Reprodução

As ondas sonoras originam-se por meio de vibrações no meio material em que vão se propagar que, na maioria dos casos, é o ar. Pode-se tomar como exemplo um violão e suas cordas. Quando a corda é tocada, a vibração dela é transmitida para as moléculas de ar ao redor da corda, que também começam a vibrar. Dessas moléculas, a vibração é transmitida para as que estão próximas à ela, e assim sucessivamente, propagando o som e as vibrações em todas as direções. Isso classifica a onda sonora como onda esférica. Quando estudamos as ondas, temos que abordar três tipos de propagação: a longitudinal, a transversal e a mista.

Ondas longitudinais

Em gases e líquidos, as ondas se propagam de forma longitudinal, ou seja, o som ao se propagar, vibra as moléculas de ar na mesma direção da propagação. O sistema pode ser comparado à uma mola em cuja extremidade se faz uma compressão. Ela irá se propagar por toda a mola, fazendo com que vibre na mesma direção de propagação do pulso como demonstrado na imagem abaixo:

Ondas longitudinais

Foto: Reprodução

A menor distância entre duas regiões onde o ar está simultaneamente comprimido ou onde o ar é rarefeito ao longo da direção desta propagação, correspondem ao comprimento de onda λ da onda sonora.

Frequência e velocidade das ondas sonoras

As ondas podem apresentar diversas frequências, desde poucos hertz, como as ondas produzidas por abalos sísmicos, como valores muito elevados como as frequências da luz visível. Os seres humanos, no entanto, só conseguem ouvir as ondas de frequência entre 20Hz e 20.000 Hz, conhecidas popularmente como sons. Com 20 Hz, as ondas são chamadas de infrassons, e as ondas com frequência superior a 20.000 Hz são denominadas ultrassons.

A velocidade de propagação do som depende do meio em que ela se propaga, e não da sua frequência. Dessa forma, pode-se dizer que as ondas sonoras se propagam com a mesma velocidade.

Eco

O som recebe interferência, refração e reflexão, que são fenômenos ondulatórios. A reflexão sonora pode ser percebida através do eco, que ocorre porque o som, ao se propagar, encontra obstáculos ocasionando desta forma em uma reflexão, fazendo com que volte para a fonte.

Intensidade Sonora

A intensidade I de uma onda pode ser definida como a média no tempo da quantidade de energia que é transportada pela onda, por unidade de área ao longo do tempo. Ou seja:

ondasonoras1

Onde P é a amplitude da pressão, p é a densidade média do ar e c a velocidade da onda sonora. A intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude.

Nível de Intensidade e Volume

O ouvido é sensível à uma grande quantidade de intensidades, de forma que torna-se mais conveniente utilizar-se a escala logarítmica para representar o nível de intensidade sonora (β).

ondasonoras2

Sendo que  é a intensidade sonora mínima que pode ser escutada. Dessa forma,  I0 = 10-12 W/ m2.


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