Alexandre B. Felipe B. Pablo R.
Temas abordados Produção e transmissão de som. Sons Audíveis, Infrassom e Ultrassom. Ondas longitudinais e transversais. Sonar de um navio.
Produção do som O som é produzido ao criarmos algum tipo de mecanismo que altere a pressão do ar em nossa volta. Na verdade, para a produção do som, é mais importante a velocidade com que a pressão varia (o "gradiente da pressão", no jargão dos físicos) do que o seu valor absoluto. Por essa razão é que um balão cheio de ar não faz praticamente nenhum barulho ao deixarmos o ar sair de dentro dele naturalmente. Por outro lado, se o balão estourar (e o ar sair todo de uma vez), existe uma variação enorme da pressão e um ruído alto é produzido. Podemos então dizer que o som é produzido ao colocarmos uma quantidade (massa) de ar em movimento. É a variação da pressão sobre a massa de ar que causa os diferentes sons, dentre eles os que são combinados para criar a música. A vibração de determinados materiais é transmitida às moléculas de ar sob a forma de ondas sonoras. Percebemos o som porque as ondas no ar, causadas pela variação de pressão, chegam aos nossos ouvidos e fazem o tímpano vibrar.
Transmissor
Composto por um gerador de oscilações, que converte a corrente elétrica em oscilações de uma determinada frequência de rádio; um transdutor que converte a informação a ser transmitida em impulsos elétricos equivalentes a cada valor e um modulador, que controla as variações na intensidade de oscilação ou na frequência da onda portadora, sendo efetuada em níveis baixo ou alto.
Sons Audíveis, Infrassom e Ultrassom • Sons Audíveis: Designam-se por sons audíveis aqueles que o ser humano é capaz de ouvir. Pode-se concluir que o ser humano apenas consegue captar vibrações com frequências compreendidas entre os 20 Hz e os 20.000 Hz. Os sons de 20 Hz são os mais graves que os nossos ouvidos captam, e os sons de 20.000 Hz são os mais agudos. Os seres humanos conseguem produzir sons dentro das frequências de 85 Hz a 1100 Hz. • Infrassons: Os sons de frequência inferior a 20 Hz chamam-se infrassons e provocam náuseas e perturbações intestinais. Estes sons não são captados pelo ouvido humano, embora possam ser captados por outros animais. Estes infrassons são de grande utilidade na previsão de um sismo ou erupção vulcânica. Os movimentos da crosta terrestre produzem sons de frequência demasiado baixa para que o ser humano os consiga ouvir. Esses sons são registados pelos sismógrafos e podem alertar para a ocorrência de um sismo ou erupção vulcânica.
• Ultrassons: Os sons de frequência superior a 20 000 Hz são os ultrassons. Estes sons não são captados pelo ouvido humano, embora possam ser captados por outros animais. Os ultrassons são de grande utilidade por exemplo na medicina, onde são utilizados para a realização de ecografias.
Ondas
Em física, uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda. Fisicamente, uma onda é um pulso energético que se propaga através do espaço ou através de um meio (líquido, sólido ou gasoso). Segundo alguns estudiosos e até agora observado, nada impede que uma onda magnética se propague no vácuo ou através da matéria, como é o caso das ondas eletromagnéticas no vácuo ou dos neutrinos através da matéria, onde as partículas do meio oscilam à volta de um ponto médio, mas não se deslocam. Ondas longitudinais - são aquelas em que a vibração ocorre na mesma direção do movimento; um exemplo são as ondas sonoras. Na figura ao lado podes observar que a vibração provocada pela mão, tem a mesma direção da onda (São ambas horizontais). Ondas transversais - são aquelas em que a vibração é perpendicular à direção de propagação da onda; exemplos incluem ondas numa corda e ondas eletromagnéticas. Na figura ao lado, observas um exemplo onde a vibração provocada é na direção vertical (para cima e para baixo) e a corda desloca-se na horizontal (da esquerda para a direita).
Sonar Dispositivo usado em algumas embarcações que emite ondas sonoras sob a água para detectar e localizar a posição de objetos submersos. É possível com o sonar, mapear o fundo do mar, localizar cardumes, navios, submarinos ou mergulhadores perdidos. Considerando que na água a visão é limitada, o sonar é um dispositivo de grande utilidade. Quando se percebeu que não era possível aumentar a visibilidade na água usando apenas luz, os engenheiros começaram a utilizar o som, já que sua velocidade aumenta sensivelmente quando vai para a água, percorrendo uma distância bem maior que a luz. As ondas sonoras utilizadas no sonar são chamadas de ultrassons, pois tem uma frequência acima de 20.000 Hz, não sendo audível para os seres humanos. Normalmente as frequências utilizadas são de 300.000 Hz a 600.000 Hz. Os sonares que emitem ondas de alta frequência obtêm resolução, precisão e qualidade nas imagens coletadas. Já os que emitem sons de baixa frequência conseguem uma melhor precisão nas distâncias. Na figura abaixo, é possível observar as ondas emitidas pelo navio, que são refletidas quando incidem no fundo da água, atingindo o submarino e permitindo assim a sua localização.