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"a interferência é um fenômeno decorrente do encontro de ondas sonoras produzidas por mais de uma fonte. Nesse contato, uma onda pode destruir a outra, a chamada interferência destrutiva, e gerar, mesmo em um ambiente barulhento, regiões de silêncio, ou criar uma onda de maior amplitude com a combinação de ondas com a mesma fase, processo chamado de interferência construtiva.

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A acústica é a área da física que estuda o som e os fenômenos relacionados a ele. Para compreender a acústica, é importante saber o seguinte:

O som é uma onda mecânica, ou seja, precisa de um meio físico para se propagar.

O som é uma onda longitudinal, e para que o ouvido humano o capte, a frequência deve estar entre 20 Hz e 20 kHz.

O som é um fenômeno ondulatório que se propaga em todos os estados físicos da matéria.

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A acústica é o ramo da física que estuda as ondas mecânicas, em especial as ondas sonoras, por meio de seu estudo, somos capazes de controlar como os fenômenos acústicos são emitidos, recebidos, transmitidos e reproduzidos. Ela se concentra em abordar aspectos do som como a reflexão, a interferência e o Efeito Doppler.

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A reflexão de uma onda sonora acontece quando ela encontra um obstáculo e retorna para o meio de origem da propagação. Esse fenômeno dá origem a outros dois fenômenos, o eco e a reverberação. Seres humanos só conseguem distinguir o som emitido do que é refletido quando este último retorna ao ouvido humano em um intervalo de tempo igual ou superior a 0,1 segundo.

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Ocorre quando o som refletido retorna à fonte depois da extinção total do som original. Por exemplo: Uma pessoa em uma caverna grita alguma coisa e após 0,1 segundos o som refletido volta a seus ouvidos, isso é o eco.

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Acontece quando o som refletido retorna à fonte antes que o som original tenha se extinguido (antes de 0,1 segundos), ou seja, ocorre o reforço do som emitido. Por exemplo: Em um ginásio quando uma pessoa fala se tem a impressão de um prolongamento da fala, isso se deve porque as ondas sonoras emitidas pela pessoa se encontram com as superfícies do ginásio e vão ao ouvido do receptor em diferentes tempos (inferiores a 0,1 segundos).

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FÓRMULA PARA DIFERENCIAR ECO DE REVERBERAÇÃO

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FÓRMULA PARA DIFERENCIAR ECO DE REVERBERAÇÃO

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Assumindo a velocidade do som como 340 m/s no ar, temos que para ocorrer um eco a superfície a ser refletida deve estar a no mínimo 17 metros. Se a superfície for mais próxima que isso ocorrerá uma reverberação.

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Altura, timbre e intensidade são as qualidades fisiológicas do som e caracterizam as ondas sonoras presentes no nosso cotidiano.

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Essa qualidade permite ao ser humano diferenciar e classificar os sons em graves e agudos. Isso é feito a partir da frequência do som. Assim, quanto maior for a frequência de uma onda sonora, mais agudo será o som. Os homens, geralmente, têm voz mais grave, ou seja, voz mais “grossa”. As mulheres, por sua vez, apresentam voz mais aguda, ou seja, mais fina.

Dessa forma, podemos concluir que a voz masculina tem menor frequência de vibração que a voz feminina.

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É a qualidade fisiológica que está relacionada com a quantidade de energia transportada pelo som e que permite classificar os sons em fraco ou forte. A intensidade sonora é provocada pela pressão que a onda de som causa sobre o ouvido ou sobre qualquer outro instrumento de medição da intensidade sonora.

Quanto maior é a pressão que a onda de som exerce sobre o ouvido, mais intenso é o som percebido ou captado por algum desses aparelhos medidores.

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Essa qualidade do som dá ao ouvido humano a possibilidade de diferenciar dois sons que possuem a mesma altura e a mesma intensidade, mas emitidos por instrumentos de som totalmente diferentes, como uma flauta e um cavaquinho.

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"A ressonância sonora acontece quando uma fonte emissora consegue emitir ondas em frequências muito próximas à frequência de oscilação natural de um receptor. Essa frequência natural, também conhecida como frequência fundamental, corresponde ao número de oscilações por segundo capaz de produzir harmônicos, isto é, frequências de ondas capazes de interferir construtivamente sobre elas mesmas, produzindo um significativo aumento de sua amplitude.

As notas musicais são exemplos de harmônicos. Cada nota musical corresponde a um harmônico, e cada harmônico é um múltiplo da frequência fundamental do instrumento. Chamamos de frequência fundamental a menor frequência capaz de produzir ondas estacionárias em um instrumento musical."

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"Tomemos como exemplo a ressonância nas cordas de violão: se controlarmos a tração aplicada sobre a corda, afrouxando ou puxando suas tarraxas, e o seu comprimento, pressionando-a em alguma de suas casas, podemos selecionar o harmônico que será produzido. A produção desses harmônicos acontece quando colocamos a corda para oscilar. Nesse momento, duas ondas propagam-se pela corda em sentidos opostos. Quando refletidas pelas extremidades da corda, essas ondas somam suas amplitudes (esse fenômeno é chamado de interferência). Essa vibração é, então, transmitida para o ar, produzindo o som das notas musicais.

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"f – frequência do harmônico                                          n – número do harmônico                                                L – comprimento da corda                                               F – tração aplicada sobre a corda                                  μ – densidade linear da corda                                        m – massa da corda          

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"As frequências produzidas pelas cordas de violão são determinadas pela densidade linear (μ) da corda, pela tração que é aplicada sobre ela (F) e pelo seu comprimento (L)."

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"A ressonância sonora também acontece nos instrumentos de sopro. Esses instrumentos contam com uma cavidade ressonante chamada tubo sonoro. Existem dois tipos de tubos sonoros: abertos e fechados. Enquanto os tubos sonoros fechados têm uma de suas extremidades fechada, os tubos sonoros abertos possuem abertura em seus dois lados.

Nos tubos sonoros, as ondas sonoras refletem nas paredes do tubo e ressoam, produzindo harmônicos. O cálculo que usamos para determinar a frequência emitida por um tubo sonoro depende se esse tubo é aberto ou fechado. Observe:"

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"f – frequência do harmônico

v – velocidade do som no ar

n – número do harmônico

L – comprimento do tubo"

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Quando duas ondas sonoras de frequências f₁ e f₂ são emitidas simultaneamente e possuem uma diferença pequena entre si, elas interferem de maneira construtiva e destrutiva em intervalos regulares. Essa interferência alternada causa a variação na amplitude do som, resultando nos batimentos.

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Imagine duas fontes sonoras emitindo ondas de 300 Hz e 310 Hz. A diferença de 10 Hz resultará em batimentos com uma frequência de 10 batimentos por segundo. Isso será percebido como uma pulsação no som, indicando a diferença entre as duas frequências.

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O Efeito Doppler é um fenômeno relativístico que caracteriza-se pela alteração do comprimento de onda ou de sua frequência emitida por uma fonte que se movimenta em relação à alguém.

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Um exemplo muito comum de Efeito Doppler é a passagem de uma ambulância por pedestres.

Como é mostrado na imagem acima, quando a ambulância se move para a direita, a onda do lado direito é comprimida, aumentando assim sua frequência, isso faz com que o som de sua sirene se torne mais agudo. Já as ondas do lado esquerdo estão mais expandidas em relação as anteriores, por esse motivo sua frequência é maior, ou seja, o som da sirene é mais grave.

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Concluímos que é de muita importância da compreensão dos fenômenos relacionados ao som, já que estes estão presentes cotidianamente em nossas vidas e são uma das bases de toda a nossa comunicação. Sabendo sobre eles conseguimos nos adaptar a diferentes situações e mensagens que queremos passar ou receber.

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A fórmula acima é utilizada para calcular a alteração de frequência no Efeito Doppler.

f' – frequência observada (dada em Hz)

f0 – frequência emitida (dada em Hz)

v – velocidade da onda no meio (dada em m/s)

v0 – velocidade do observador (dada em m/s)

vF – velocidade da fonte emissora das ondas (dada em m/s)

Para que possamos utilizar a fórmula, precisamos saber se há afastamento entre a fonte emissora e o observador. Para isso:

Usamos o sinal de cima tanto no numerador (+) quanto no denominador (-) se houver aproximação entre a fonte e o observador;

Usamos o sinal de baixo tanto no numerador (-) quanto no numerador (+) se houver afastamento entre a fonte e o observador.

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DA SILVA SANTOS, M. A. A Reflexão do Som. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-reflexao-som.htm>. Acesso em: 15 set. 2024.

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Objetivos

O som e a nossa percepção de ondas de compressão no ar.

Ter uma percepção tátil das ondas sonoras.

Materiais

Balão

Experiência

Segure delicadamente um balão com as pontas dos dedos e comece a falar ou a cantar com a boca bem perto dele.

Conclusões

Quando as ondas de som da voz do aluno passam pelo balão, as mudanças de pressão no ar fazem a borracha fina vibrar. Essas pequenas vibrações podem ser sentidas nas pontas dos dedos.

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MELO, P. R. Efeito Doppler. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/mundoeducacao.uol.com.br/amp/fisica/o-efeito-doppler.htm>. Acesso em: 12 set. 2024.

- YouTube. Disponível em: <https://youtu.be/78WkQObqp3U?si=VrH2Ng7qwUo3SgtN>. Acesso em: 9 set. 2024.

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TEIXEIRA, M. M. Interferência de ondas. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htm>. Acesso em: 7 set. 2024.

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DA SILVA SANTOS, M. A. Qualidades do Som. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/qualidades-som.htm>. Acesso em: 7 set. 2024b.

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Acústica. Disponível em: <https://www.google.com/amp/s/m.brasilescola.uol.com.br/amp/fisica/acustica.htm>. Acesso em: 7 set. 2024.