Ondas sonoras

Uma onda sonora pode vir de várias fontes, como um carro freando ou acelerando, um pássaro cantando, uma buzina de um trem e entre muitos exemplos do nosso cotidiano.

Escutamos sons constantemente no nosso cotidiano como por exemplo uma música, vozes, carros passando e muitos outros. Agora, como isso é possível? Entenda aqui sobre as ondas sonoras, suas características, os tipos de ondas, o seu espectro, as qualidades fisiológicas e as fórmulas.

O que são as ondas sonoras

Tudo o que escutamos ao nosso redor é uma onda sonora, seja o cantar de um pássaro, um motor funcionando, uma cadeira arrastando no chão, um vidro se quebrando, entre muitos outros. Estas ondas são indispensáveis no nosso dia a dia para a nossa compreensão de mundo. Assim, vamos agora conhecer alguns características importantes dessas ondas para entender seu funcionamento.

Características das ondas sonoras

A onda sonora é uma onda mecânica, ou seja, ela só se propaga em um meio material. Além disso, estas ondas são tridimensionais – isto é, se propagam em todas as direções – e longitudinais – sua vibração ocorre na direção de propagação da onda.

Uma outra característica importante é de que as ondas sonoras podem sofrer refração, reflexão, difração e interferência.

Tipos de ondas

Aqui, vamos entender quais são os tipos de ondas que encontramos na natureza.

  • Ondas longitudinais: ondas que possuem a direção de vibração na mesma direção de propagação. Exemplo: uma mola oscilando;
  • Ondas transversais: ondas deste tipo possuem a direção de propagação perpendicular à direção de vibração dos pontos do meio. Exemplo: uma corda presa a uma parede sendo agitada para cima e para baixo;
  • Ondas mistas: são ondas que possuem os dois tipos anteriores (longitudinal e transversal). Exemplo: ondas na água.
  • Ondas mecânicas: estas ondas precisam de um meio para se propagar, como por exemplo o ar. Exemplo: ondas sonoras;
  • Ondas eletromagnéticas: elas não precisam de nenhum meio para se propagar. Sendo assim, elas podem se propagar tanto no ar quanto no vácuo. Exemplo: luz, ondas de rádios, raios X, radar, micro-ondas, laser;
  • Onda unidimensional: são ondas que se propagam apenas em uma linha. Exemplo: ondas em uma corda;
  • Onda bidimensional: trata-se de uma onda que se propaga sobre um plano, como por exemplo uma superfície.
  • Onda tridimensional: ondas que se propagam em todas as direções, ou seja, por todo o espaço ao redor da fonte que gerou a onda.

É importante entender estes tipos de ondas para podermos diferenciar e entender como elas se comportam, principalmente a onda sonora.

Espectro sonoro

Assim como a luz, o som também possui um espectro sonoro, ou seja, é o conjunto de todos os sons audíveis e não audíveis por nós, seres humanos. A seguir, uma figura mostra como é o espectro sonoro.

Todo Estudo

Qualidades fisiológicas das ondas sonoras

Altura

É a qualidade que nos permite diferenciar entre um som grave ou agudo. Esta qualidade depende apenas da frequência da onda. Em outras palavras, se a frequência é alta o som é agudo, mas se a frequência é baixa, então, o som é grave.

Intensidade

Esta qualidade nos permite determinar se um som é fraco ou forte. A intensidade depende da energia que a onda transfere para o meio e pode ser dividida em intensidade física e auditiva.

Timbre

O timbre nos permite diferenciar dois sons de mesmo altura e mesma intensidade, mas emitidos por fontes diferente. É pelo timbre que conseguimos identificar a voz de uma pessoa.

É importante entender tais características para não cometermos erros em relação ao som. Por exemplo, se um som está alto não é correto falar que se deve abaixar a altura do som mas, sim, sua intensidade, pois a altura se refere ao agudo ou grave de um som.

Fórmulas

Uma das fórmulas mais importante sobre este assunto – e da ondulatória em geral – corresponde à da velocidade de uma onda, conhecida também como sendo a equação fundamental da ondulatória. Ela nos indica que a velocidade de uma onda depende da sua frequência (f) e do seu comprimento de onda (λ).

(Imagem: Reprodução)

Além desta, temos também a fórmula para se calcular a intensidade do som. Ela é definida como sendo o quociente entre a quantidade de energia da onda (E) que atravessa uma área (A) em um tempo (∆t). A unidade no SI é o J/m2∙s.

(Imagem: Reprodução)

Vídeos sobre ondas sonoras

Para que seus estudos fiquem ainda mais completos, apresentaremos agora algumas vídeo aulas sobre o conteúdo estudado!

Um pouco mais sobre ondas sonoras

Neste vídeo, apresentamos a teoria abordada sobre as ondas sonoras para que seus estudos possam render muito mais!

Equação fundamental da ondulatória

Aqui, você vai poder entender melhor a equação fundamental da ondulatória e como aplicar ela, assim você irá se dar muito bem nas provas!

Exercícios resolvidos

Entender como se resolve exercícios também é importante para arrasar nas provas e entender o mecanismo. Por isso, este último vídeo possui alguns exercícios resolvidos para que você possa compreender como é na prática!

Por fim, é importante que você revise o conteúdo sobre ondas presente no site, pois assim você não ficará perdido ao ler sobre ondas sonoras. Para prosseguir seus estudos, não deixe de conferir também sobre a acústica, área que estuda a propagação dos sons.

Referências

As faces da física – Wilson Carron e Osvaldo Guimarães;
Física para o ensino médio, volume 2 – Kazuhito Yamamoto e Luiz Felipe Fuke.

Guilherme Santana da Silva
Por Guilherme Santana da Silva

Graduado no curso de Física pela Universidade Estadual de Maringá. Professor assistente em um colégio de ensino médio e preparatório para os vestibulares. Nas horas vagas se dedica à vida religiosa, praticar mountain bike, tocar bateria, dar atenção à família e cuidar de suas duas gatinhas Penélope e Mel.

Exercícios resolvidos

1. [UFSCar - SP]

Um homem adulto conversa com outro de modo amistoso e sem elevar o nível sonoro de sua voz. Enquanto isso, duas crianças brincam emitindo gritos eufóricos, pois a brincadeira é um jogo interessante para elas. O que distingue os sons emitidos pelo homem dos emitidos pelas crianças

a) é o timbre, apenas.

b) é a altura, apenas.

c) são a intensidade e o timbre, apenas.

d) são a altura e a intensidade, apenas.

e) são a altura, a intensidade e o timbre.

Quanto à altura, o som emitido pelas crianças é mais agudo que aquele emitido pelos adultos. Ao gritar, as crianças certamente produziram sons mais intensos. O formato das ondas produzidas por uma criança é diferente daquele produzido por um adulto, logo, pode-se entender que os timbres são distintos.

RESPOSTA: e)

2.

Marque a alternativa correta a respeito das características das ondas sonoras.

a) Quanto menor for a densidade de um meio, maior será a velocidade do som, por isso as ondas sonoras propagam-se com maior velocidade no ar do que na água.

b) A altura é a qualidade do som relacionada à energia emitida pela fonte sonora.

c) Podemos diferenciar os sons de instrumentos musicais distintos, porque cada um produz som em uma frequência característica.

d) O aparelho auditivo humano é capaz de captar apenas um intervalo específico de frequências sonoras.

e) Um som alto significa um som de alto volume.

O ouvido humano somente pode perceber frequências sonoras compreendidas entre 16 Hz e 20 kHz.

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