A área da Física que estuda o som é chamada de acústica.
O som é uma onda mecânica, ou seja, precisa de um meio físico para se propagar. Um exemplo é alguém falando, em que a onda sonora se propaga através da variação de densidade do ar.
Além disso, o som é uma onda longitudinal. Para que o ouvido humano capte o som, a frequência precisa estar entre 20 Hz e 20 kHz (20.000 Hz).
Na acústica, temos três principais faixas de som - ou ondas sonoras:
Um objeto de estudo muito importante na acústica são as fontes sonoras. Qualquer corpo com a capacidade de emitir ondas sonoras leva essa denominação.
No ar, um objeto que consegue causar uma perturbação na densidade, fazendo variar formando uma onda, gera som.
Como exemplos de fontes sonoras, temos: instrumentos musicais como violão e flauta, o aparelho vocal humano, caixas de som convertendo um sinal digital em som, entre outros.
Dentro da acústica, podemos analisar o som de acordo com três formas diferentes. São elas:
A intensidade do som está relacionada com a quantidade de energia que a onda transporta.
O som pode ser menos intenso, possuindo um transporte menor de energia e uma amplitude da onda menor. Ou pode ser mais intenso, possuindo um transporte maior de energia e uma amplitude de onda maior.
A unidade utilizada para medir a intensidade é o bel, e possui esse nome em homenagem a Graham Bell (1847 - 1922), o inventor do telefone. Vemos com mais frequência a unidade decibel, que equivale a um décimo do bel (1 db = 0,1 b).
Para o cálculo do nível sonoro, em decibéis, temos a seguinte fórmula:
Onde:
A altura do som está relacionada com a frequência da onda sonora.
Sons com uma altura maior possuem uma frequência mais alta e são chamamos de sons agudos. Já os sons com uma altura menor possuem uma frequência mais baixa e são chamamos de sons graves.
Na acústica, o timbre é uma característica do som que nos permite diferenciar sons de mesma frequência produzidos por diferentes fontes sonoras.
Se tocarmos uma mesma nota no violão e em um piano, sabemos rapidamente diferenciar qual fonte sonora produziu cada som.
A velocidade do som vai depender do meio em que a onda sonora vai se propagar. No ar, o som se propaga com uma velocidade de 340 m/s.
A fórmula da velocidade de uma onda também se aplica na acústica. A velocidade de uma onda é dada por:
Onde:
Para a reflexão das ondas sonoras temos três classificações diferentes. São elas:
Os harmônicos musicais podem ocorrer em cordas e tubos - como por exemplo um violão ou uma flauta - e partem do princípio de ondas estacionárias que produzem som.
As ondas estacionárias ocorrem quando várias ondas se interagem de forma construtiva e destrutiva.
Na onda estacionária temos duas regiões importantes:
Dentro de um tubo também se formam ondas estacionárias. Temos dois tipos de tubos para analisar: o tubo aberto e o tubo fechado.
No tubo aberto, teremos as duas extremidade do tubo abertas.
No tubo fechado, temos apenas uma das extremidades aberta. Neste tipo de tubo, aparecem apenas os harmônicos ímpares.
Para o comprimento da corda temos a seguinte fórmula:
Onde:
Sobre conceitos e aplicações da Acústica, assinale a alternativa INCORRETA: