Ondas Sonoras

Tipo de ondas mecânicas que são longitudinais e tridimensionais

Ondas sonoras são ondas mecânicas que se propagam em todas as direções e ocupam todo o espaço. Para serem perceptíveis ao ouvido humano, devem estar entre a frequência de 20 Hz até 20000 Hz. Estão presentes no cotidiano das pessoas e são capazes de gerar diversas sensações.

As ondas sonoras transportam energia e sofrem variadas movimentações à medida que se expandem no ambiente. Propagam-se nos meios gasoso, líquido ou sólido a partir das variações da pressão.

Outras características das ondas sonoras:

  • São mecânicas: se alastram e transportam energia por meio de material como uma corda ou água. Não se expandem no vácuo;
  • Tridimensionais: se deslocam em todas as direções;
  • Longitudinais: se deslocam na mesma direção que a onda.
Ondas sonoras são longitudinais e tridimensionais.
As ondas sonoras se propagam por todas as direções. Foto: (pixabay)

Qualidades fisiológicas das ondas sonoras

São os atributos relacionados à sensação gerada ao ouvido humano. Permite diferenciar os agudos e graves.  Elas são:

Timbre

Característica que permite distinguir sons da mesma frequência, ou seja, a mesma nota tocada em um violão e piano tem propriedades diferentes e, por isso, é possível distinguir o instrumento musical.  

Intensidade 

Propriedade relacionada à energia de vibração transportada perpendicularmente pela onda, por meio de uma superfície em razão da unidade de tempo e de área. Distingue os sons fracos dos fortes.

Altura 

Permite distinguir sons e agudos dos graves. Os sons altos são agudos e os baixos são graves. Quem determina a altura do som é a frequência da onda. A altura do som não tem relação com o volume.   

Velocidade do som 

A velocidade de propagação das ondas sonoras está diretamente relacionada com a temperatura e com estado físico do meio aonde vão se alastrar. Desta forma, em temperaturas altas, a velocidade será maior e em baixas temperaturas, ela é menor.

Crescimento da velocidade nos estados da matéria

Vsólidos > Vlíquidos > Vgases

Exemplo: A velocidade do ar será de 331 m/s (metros por segundo) quando se propagar a uma temperatura de 10º C.

Velocidade do som em alguns materiais

Material Velocidade (m/s)
Ar (20ºC) 343
Ar (30ºC) 350
Ao nível do mar (20ºC) 343
Latão 3500
Alumínio 4420
Aço 6000
Oxigênio 317
Vidro (20ºC) 5130

Fórmulas

A intensidade e a velocidade do som podem ser calculadas por meio de fórmulas matemáticas. Para isso, é necessário conhecer algumas nomenclaturas. Veja abaixo algumas equações:luz

Fórmula para calcular a velocidade do som:

Nesta equação é preciso conhecer o intervalo de tempo e a distância percorrida.

Velocidade do som: ondas sonoras
Fórmula da velocidade do som. (Guia Estudo)

Em que,

Vs = velocidade do som;

∆S = distância percorrida;

t = intervalo de tempo.

Você também pode encontrar a velocidade utilizando a equação fundamental das ondas.

Ondas sonoras: equação fundamental
Equação fundamental das ondas sonoras. (Guia Estudo)

Em que,

λ = comprimento da onda;

Vs = velocidade do som;

f = frequência.

Fórmula para cálculo da intensidade:

A intensidade é calculada com base na quantidade de energia liberada, a área e o intervalo de tempo. 

Intensidade sonora
Fórmula da intensidade sonora. (Guia Estudo)

Em que,

I = Intensidade

∆E = quantidade energia

A = área

∆t = intervalo de tempo

 

Também é possível usar a equação:

Intensidade do sol.
Fórmula alternativa da intensidade do som. (Guia Estudo)

Neste caso:

I = intensidade;

P = potência;

A = área

Espectros sonoros 

É o conjunto formado por frequências de vibrações que compõe os sons perceptíveis ao ouvido humano.  São classificados em:

  • Infrassom: está entre 0Hz e 16Hz e são percebidos pelo ouvido humano.
  • Ultrassom: frequências altas, maiores de 20000 Hz. Ao ouvirem as pessoas sentem náuseas e perturbações.
  • Sons audíveis: com frequência entre 20Hz e 20000 Hz, são captados pelos ouvidos humanos.

 

Curiosidades 

  • Apesar de se tratar do mesmo fenômeno, ouvimos o som do trovão alguns segundos após ser observado o relâmpago. Isso se deve ao fato de que a velocidade do som é um milhão de vezes mais lento que a velocidade luz;
  • Os animais têm sensibilidades diferentes para aceitar certas frequências. O elefante e a aranha, por exemplo, conseguem captar altas frequências (160000 Hz e 45000 Hz, respectivamente);
  • A intensidade sonora é medida em bel em homenagem cientista inglês Graham Bell;
  • Problemas auditivos como os zumbidos ou perda da audição podem ter relação com altos níveis sonoros (maiores de 20000 Hz).

Faça a referência deste conteúdo seguindo as normas da ABNT:

Rosa, Joseane. Ondas Sonoras; Guia Estudo. Disponível em

< https://www.guiaestudo.com.br/ondas-sonoras >. Acesso em 18 de novembro de 2019 às 17:01.

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