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Ac

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Ac stica Ac stica Ac stica o estudo das ondas sonoras; Ondas sonoras s o mec nicas, longitudinais e tridimensionais; Ondas sonoras n o se propagam no v cuo ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Ac


1
Acústica
2
Acústica
  • Acústica é o estudo das ondas sonoras
  • Ondas sonoras são mecânicas, longitudinais e
    tridimensionais
  • Ondas sonoras não se propagam no vácuo

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Acústica A Freqüência do Som
  • Infra-som sons com freqüências abaixo de 20Hz.
    Não perceptível ao ser humano
  • Ultra-som sons com freqüências acima de
    20000Hz. Não perceptível ao ser humano
  • Som audível sons com freqüências perceptíveis ao
    ser humano (20Hz a 20000Hz)

4
Acústica A Velocidade do Som
  • As ondas sonoras propagam-se em meios sólidos,
    líquidos e gasosos, com velocidades que dependem
    das diferentes características dos materiais. De
    um modo geral, as velocidades maiores ocorrem nos
    sólidos e as menores, nos gases.
  • A 20C, o som propaga-se no ferro sólido a
    5100m/s, na água líquida a 1450m/s e no ar a
    343m/s.

? Densidade ? velocidade ?
5
Acústica A Altura do Som
  • qualidade que permite diferenciar um som de alta
    freqüência (agudo) de um som de baixa freqüência
    (grave). A altura do som depende apenas da
    freqüência.

Som alto - Freqüência maior - som agudo Som baixo
- Freqüência menor - som grave
  • As notas musicais possuem alturas sonoras
    diferentes, isto é, cada nota possui uma
    freqüência característica.

6
Acústica A Intensidade do Som
  • qualidade que permite diferenciar um som forte de
    um som fraco. A intensidade do som está
    relacionada com energia que a onda transfere e
    com a amplitude da onda.

Um som de maior volume
Uma onda sonora de maior amplitude.
Maior transporte de energia pela onda
Som de maior intensidade
7
Intensidade do Som
  • Intensidade física
  • Unidade no SI

8
Intensidade do Som
  • Mínima intensidade física ou limiar de
    audibilidade (Io) é o menor valor da intensidade
    física ainda audível, vale
  • Máxima intensidade física ou limiar de dor
    (Imáx) é o maior valor da intensidade física
    suportável pelo ouvido, vale

9
Intensidade do Som
  • Intensidade auditiva ou nível sonoro ( ? )
  • Um ambiente com
  • ?40dB é calmo
  • ?60dB é barulhento
  • ?mais de 80dB já constitui poluição sonora.

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Acústica O Timbre do Som
  • Qualidade que permite diferenciar duas ondas
    sonoras de mesma altura e mesma intensidade,
    emitidos por fontes distintas.
  • O timbre está relacionado à forma da onda emitida
    pelo instrumento.

11
Reflexão do Som
  • Persistência acústica menor intervalo de tempo
    para que dois sons não se separem no cérebro. A
    persistência acústica do ouvido humano é de 0,1s.
  • Um ouvinte consegue distinguir dois sons
    distintos desde que os receba em intervalos de
    tempo maiores (ou iguais) a 0,1s.
  • Esse fato possibilita ao observador perceber o
    fenômeno da reflexão do som em três níveis eco,
    reverberação e reforço.

12
Reflexão do Som
  • ?tintervalo de tempo para que o som que foi
    emitido pelo observador e refletido seja recebido
    pelo mesmo.
  • Eco ocorre quando ?t ? 0,1s. O observador ouve
    separadamente o som direto e o som refletido.
  • Reverberação ocorre quando ?t lt 0,1s. Há um
    prolongamento da sensação auditiva.
  • Reforço ocorre quando ?t ? 0s. Há somente um
    aumento da intensidade sonora.

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Freqüências Naturais e Ressonância
  • Batendo-se numa das hastes do diapasão, as duas
    vibram com determinada freqüência (normalmente,
    440Hz). Essa é a freqüência natural (ou própria)
    do diapasão.
  • Todos os corpos possuem uma freqüência própria
    (prédio, ponte, copo, etc.).

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Exemplo de Ressonância
  • A ponte de Tacoma Narrows entrou em ressonância,
    provocada pela vibração dos cabos metálicos
    existentes em sua estrutura. Suas amplitudes de
    oscilação aumentaram a ponto de provocar sua ruína

15
Efeito Doppler
  • O efeito Doppler, para ondas sonoras, constitui o
    fenômeno pelo qual um observador percebe uma
    freqüência diferente daquela emitida por uma
    fonte, devido ao movimento relativo entre eles
    (observador e fonte).
  • É o que acontece quando uma ambulância, com sua
    sirene ligada, passa por um observador (parado ou
    não). Enquanto a ambulância se aproxima, a
    freqüência por ele percebida é maior que a real
    (mais aguda) mas, à medida que ela se afasta, a
    freqüência percebida é menor (mais grave).

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Observador em Repouso e fonte em movimento
  • Fonte aproxima-se do observador O1 haverá um
    encurtamento aparente do comprimento de onda ?1,
    em relação ao ? normal. A freqüência percebida
    pelo observador será maior que a freqüência real
    da fonte.
  • Fonte afasta-se do observador O2, haverá um
    alongamento aparente do comprimento de onda ?2,
    em relação ao ? normal. A freqüência percebida
    pelo observador será menor que a freqüência real
    da fonte.

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Observador em Repouso e fonte em movimento
  • Para o observador O1, que se aproxima de F,
    haverá um maior número de encontros com as
    frentes de onda, do que se estivesse parado. A
    freqüência por ele percebida será maior que a
    normal.
  • Para o observador O2, que se afasta de F, haverá
    um menor número de encontros com as frentes de
    onda, do que se estivesse parado. A freqüência
    por ele percebida será menor que a normal.

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Efeito Doppler - Conclusão
  • Movimento de aproximação entre fonte e
    observador
  • Movimento de afastamento entre fonte e
    observador

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Exercícios
  • 2. (PUC-RS) Quanto a sua natureza e forma de
    propagação, as ondas podem ser classificadas em
    eletromagnéticas ou mecânicas, de longitudinais
    ou transversais. Uma das evidências que as ondas
    sonoras são longitudinais é que elas não sofrem
  • a)    reflexão.
  • b)    refração.
  • c)     interferência.
  • d)    polarização.
  • e)     difração.

Alternativa D
20
Exercícios
  • 3. (Unirio) Dois operários, A e B, estão parados
    no pátio de uma fábrica. Em certo instante, a
    sirene toca. O operário B ouve o som da sirene
    1,5 s após o operário A tê-lo ouvido.
    Considerando a velocidade do som constante e de
    módulo 340 m/s, a distância, em metros, entre os
    dois operários é

21
Solução - 3
Alternativa C
22
Exercícios
  • 4. (FEI-SP) Quando uma onda sonora atinge uma
    região em que a temperatura do ar é diferente
    altera-se
  • a freqüência.
  • o comprimento de onda.
  • o timbre.
  • a intensidade do som.
  • a altura do som.

f constante Temperatura varia Densidade varia V e
? variam
Alternativa B
23
Exercícios
  • 6. (Fatec-SP) Quando uma onda sonora periódica se
    propaga do ar para a água
  • o comprimento de onda aumenta.
  • o comprimento de onda diminui.
  • a freqüência diminui.
  • a velocidade diminui.
  • nda.

f constante Densidade aumenta V e ? aumentam
Alternativa A
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Exercícios
  • 7. Uma pessoa em P1 emite um som que alcança o
    ouvido de outra pessoa, situada em P2, no fundo
    do mar. Qual dos caminhos mostrados na figura
    deste problema poderia representar a trajetória
    seguida pela onda sonora de P1 até P2?
  • P1AP2.
  • P1BP2.
  • P1CP2.
  • P1DP2.
  • P1EP2.

f constante Densidade aumenta V e ?
aumentam Ângulo aumenta Afasta da normal
Alternativa D
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Exercícios
  • 8. (Fafeod-MG) Uma pessoa, a 680m de distância de
    um obstáculo refletor, dá um grito e ouve o eco
    de sua voz. A velocidade do som no ar é de
    340m/s. O tempo gasto entre a emissão do som e o
    momento em que a pessoa ouve o eco, em segundos,
    é igual a
  • um valor que não pode ser calculado com os dados
    fornecidos.
  • 1
  • 2
  • 4
  • 8

Distância percorrida pelo som d 2?680
1360m Velocidade do som 340m/s
Alternativa D
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Exercícios
  • 9. (UFU-MG) Um estudante de Física se encontra a
    uma certa distância de uma parede, de onde ouve o
    eco de suas palmas. Desejando calcular a que
    distância se encontra da parede, ele ajusta o
    ritmo de suas palmas até deixar de ouvir o eco,
    pois este chega ao mesmo tempo que ele bate as
    mãos. Se o ritmo das palmas é de 30 palmas por
    minuto e a velocidade do som é de aproximadamente
    330m/s, a sua distância da parede é de

Freqüência das palmas f30 palmas/min Velocidade
do som 330m/s Intervalo de tempo entres as
palmas (T) tempo de eco (?t)
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Exercícios Solução 9
Freqüência das palmas f30 palmas/min Velocidade
do som 330m/s Intervalo de tempo entres as
palmas (T) tempo de eco (?t)
Alternativa C
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