OUVIDO HUMANO

 

 

              

                     Som 

Como se produzem os sons?

Os sons são produzidos por vibrações de partículas. Nem todas as vibrações são audíveis pelo ser humano. Para que as vibrações se propaguem é necessário que existem um meio material.

Vibrações não audíveis pelo ser humano

O que é o som?

O som é uma manifestação de energia que se propaga por ondas sonoras.



O que são ondas?

É uma perturbação que se inicia num ponto e se propaga, tranferindo energia de um ponto para o outro. As ondas classificam-se:

1) Quanto à natureza:

• Mecânicas- necessitam de um meio natural para se propagar. Ex: ondas sonoras;
• Eletromagnéticas- não necessitam de um meio natural para se propagar. Propagam-se no vazio. Ex: ondas luminosas;  

2) Quanto à direção da perturbação:

• Longitudinais- a direção da propagação coincide com a direção da vibração. É o caso do som.
• Transversais- a direção da propagação e a vibração são perpendiculares. É o caso da luz.

O que são ondas sonoras?

São ondas mecânicas e longitudinais. Nas quais as zonas de compressão correspondem a cristas e as de rarefação a vales. À vibração de uma fonte sonora está associada energia cinética que é transferida através da onda. 



 Quais as características de uma onda periódica?
  
1. Comprimento de onda- é a distância mínima entre dois pontos que se encontram na mesma fase de vibração (encontram-se na mesma posição face ao equilíbrio), A unidade SI é o metro. É representado por λ.

2. Amplitude- distância máxima da elongação (diferença de posição entre qualquer ponto e o equilíbrio). A unidade SI é o metro. É representada por A.

3. Frequência da onda- número de ciclos (oscilações) que se completam em cada segundo. A unidade SI é o hertz. É representada por f.

4. Período- é o tempo necessário para se completar uma ciclo. É representado por T.

T = 1 / f       ou     f = 1 / T

Propriedades do som

ALTURA DO SOM - Propriedade que permite classificar em:

• Sons Agudos (altos ou finos)
• Sons Graves (baixos ou grossos)             

                   

Altura do som depende da FREQUÊNCIA

Maior frequência = Mais agudo é o som e maior é a altura

Menor frequência = Mais grave é o som e menor é a altura

INTENSIDADE DO SOM- Propriedade que permite classificar em:

• Sons Fortes
• Sons Fracos    

Intensidade do som depende da AMPLITUDE

Maior Amplitude = mais forte é o som e maior a sua intensidade

Menor Amplitude = mais fraco é o som e menor a sua intensidade

Também pode depender:

• distância a que se encontra da fonte sonora
• sensibilidade auditiva

TIMBRE- Propriedade que permite distinguir sons com a mesma intensidade e altura, mas de fontes sonoras diferentes.

Onda Complexa - sobreposição de várias ondassimples que diferem na frequência. ex: quando se mete uma flauta a tocar para um microfone ligado a um osciloscópio.

Onda Simples- ex: quando se mete  um microfone

 ligado a um osciloscópio

Propagação do Som ( = Onda mecânica- velocidade difere consoante o meio em que se propaga)

A velocidade da propagação do Som também depende:

• Densidade
• Elasticidade do material

MATERIAIS ISOLANTES - suas partículas vibram com dificuldade, absorvendo a energia transmitida.

                                           Ex: cortiça, esferovite, alcatifa

Velocidade da Propagação do Som

TRUQUE:

Usamos o Triângulo da Velocidade de Propagação

Se quisermos descobrir a Velocidade do Som:

Tapamos a Velocidade do Som e ficamos com a expressão: d sobre ^t

Se quisermos descobrir a distância:

Tapamos a Distância e ficamos com a expressão: Velocidade do Som vezes ^t

Se quisermos descobrir o Intervalo de Tempo:

Tapamos o Intervalo de Tempo e ficamo com a expressão: Distância sobre Velocidade do Som

Quando uma onda sonora é periódica= percorre num intervalo de tempo correspondente ao Período (T) uma distância igual ao Comprimento de onda  (representado por uma lambda) 

Como a frequência  (f) é o inverso do Período (T)  

A Velocidade da propagação do Som também pode ser calculada:

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM NO AR = 340 m/s (metros por segundo)

Curiosidade...

Criado pela General Dynamics, já existe um avião mais rápido que a velocidade do Som, vai a uma velocidade máxima de 2970 km/ h!

Fenómenos do Som

• REFLEXÃO DO SOM (eco reverberação) - ocorre quando o som, ao embater numa superfície, volta para trás, continuando a propagar-se no mesmo meio.

Sendo esta uma superfície refletora - deve ser lisa e rija. Reflete as ondas sonoras, quando transmitidas de volta (este som transmitido de volta é menos intenso).

1. ECO - consiste em ouvir a repetição de um som que foi produzido instantes antes. Resulta da reflexão Mas tem de se estar a pelo menos 17 m do obstáculo.

Porquê?

Porque para se distinguir os sons tem de se ter no mínimo um intervalo de tempo de 0,1 segundos, e como sabemos que a velocidade de propagação do som no ar é de 340 m/ s e que d = v x ^t.

Então... d = 340 x 0,1 = 34 metros para se ouvir o som

Como o som tem de ir, embater na superfície refletora e voltar = 34:2 = 17 m

Superfície refletora tem de estar no mínimo a 17 m da fonte emissora.

     2.  REVERBERAÇÃO - sensação de prolongamento do som. Quando o obstáculo está a uma distância menor que 17 m.

Neste vídeo conseguimos distinguir claramente esta sensação de prolongamento e não de repetição, como acontece no eco.

• REFRAÇÃO DO SOM - fenómeno que acontece quando a velocidade da propagação da onda sofre alterações. Existe normalmente mudança da direção da propagação.

          Ex: mudança de meio, ou mesmo no mesmo meio mas sende este heterogéneo.

• RESSONÂNCIA - ocorre quando a frequência natural da vibração de um corpo é igual ou múltipla da frequência de vibração da fonte sonora.

Exemplo: Pondo um diapasão a vibrar, colocando-o  numa caixa oca, aberta de um dos lados, verifica-se que o som agora propagado é mais intenso.

A intensidade do som foi reforçada pela vibração do ar contido na caixa com uma frequência igual à do diapasão

Alguns instrumentos musicais utilizam este fenómeno para tornarem o seu som mais intenso. Para isso, possuem caixas de ressonância.

Resultado da Ressonãncia -  maior amplitude da onda da onda sonora. Som mais forte = Aumento da intensidade do som.

• ABSORÇÃO - certos materiais absorvem grande parte da energia transportada pela onda sonora = som fica muito fraco. Isolamentos sonoros, evita ecos e reverberações.

• DIFRAÇÃO - fenómeno que está relacionado com a capacidade que o som tem de contornar os osbtáculos. Por isto é que é possível ouvir sons de trás d um biombo ou de um muro.

ESPECTRO SONORO

É o conjunto de todas a frequências possíveis de prececionar pelo nosso ouvido. Ele encontra-se dividido em três zonas distintas:

• Infra - sons
• Sons Audíveis
• Ultra - sons

Mas há seres vivos que detetam alguns sons que para nós, humanos, são inaudíveis.

ESCALA DECIBEL

Estabeleceu-se uma escala comparativa para avaliar a intensidade dos sons. Esta escala toma como referência o som mais fraco que pode ser detetado elo ouvido humano na audição normal e compara os outros com este.


Unidade= decibel (dB)

Aparelho= sonómetro














Audiogramas -  registo gráfico do limiar da audibilidade de cada pessoa em função da frequência do nível sonoro.

Pode concluir-se que:

• Se a frequência é pequena, a intensidade tem de ser grande;
• Se a frequência é grande, a intensidade pode ser pequena.

Sensação Dolorosa - quando o nível é superior a 130 dB. Podem causar danos irreparáveis, como a surdez.

Normalmente, o limiar de audibilidade diminui com a idade, ou seja, é necessário que o som tenha mais intensidade para que seja detetado.

SURDEZ

Pode ter diversas origens, podendo ser a exposição de sons de intensidade muito elevada.

Por exemplos: os ossículos colarem ao ouvido interno, não vibram eficazmente = má transmissão.

Através deste vídeo podemos perceber melhor como funciona o nosso ouvido...