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Acústica

Vivi 0555 Portugiesisch

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Acústica

Ondas Sonoras: vibração do ar
- Na imagem há um tubo repleto de, nele há uma membrana que está vibrando. Essa vibração vai gerar regiões em que o ar vai estar mais comprimido (região de compressão) e regiões onde o ar via estar mais afastado, mais rarefeito (região rarefeita).
  - Região de compressão: moléculas bem juntas
    - Região de rarefação: moléculas afastadas
      - Comprimento de onda
        As ondas sonoras são ondas mecânicas, ou seja, necessitam de um meio material para se propagar, não se propaga no vácuo. E ela é uma onda longitudinal, a oscilação e o pulso estão na mesma direção.
        A equação fundamental da ondulatória é válida para as ondas sonoras.
Existe um intervalo de som que nós conseguimos ouvir.
- *Som audível: se o som possui uma frequência acima de 20Hz até 20.000 Hz nós somos capazes de ouvir. Isso muda de pessoa para pessoa e também com a idade.
  - *Infrassom: anterior ao som audível
    - *Ultrassom: superior ao som audível
Velocidade do som
- De maneira geral a velocidade depende da densidade, quanto maior a densidade maior a velocidade.
  - A velocidade do som nos sólidos é maior que a velocidade do som nos líquidos e nos gases. E a velocidade de som dos líquidos é maior que a dos gases.
Reflexão de ondas sonoras:
- Raio 1: caminho percorrido pelo som da fonte direta até a pessoa, que representa a onda direta
  - Raio 2: onda refletida
    - Haverá uma diferença de tempo:
      - *Reforço sonoro: quando o som que vem direto e o som que é refletido chegam até a pessoa no intervalo de tempo muito próximo de 0 diz-se que isso foi apenas um reforço sonoro, a pessoa não consegue distinguir os dois sons, fazendo com que o som fique apenas mais intenso Δt=0
        *Reverberação: ocorre quando essa diferença de tempo, o tempo percorrido pela onda refletida e o tempo da onda que veio direto está entre 0 e 0,1. A reverberação é um prolongamento da sensação sonora. 0<Δt<0,1
        *Eco: os sons são percebidos distintamente, ou seja, a onda que veio diretamente até nós não é escutada e o som refletido é ouvido como 2 sons diferentes.
        A distância mínima que um objeto deve estar para que haja eco é de 17m, se a velocidade do som for considerada como 340m/s.
        Δt=0,1 (o intervalo de tempo deve ser maior que 0,1)
        O Δs é ida e volta, por isso 2.x
Timbre, Altura de um som e intensidade sonora
- Nos possibilitam diferenciar um som do outro.
- Timbre: é uma característica sonora que nos permite distinguir um som de outro e que está associado ao formato da onda.
  - Diferentes instrumentos apresentarão diferentes timbres, pois tem diferentes formatos de onda.
    - Formato da onda de um violão e de um diapasão.
      - A onda proveniente de um violão é constituída por um conjunto de outras ondas que estão dentro dela, harmônicos.
        A onda gerada pelo diapasão é uma onda de apenas um harmônico, ela é pura.
        A onda sonora emitida por um instrumento musical é a superposição de várias ondas, harmônicos, com diferentes frequências e diferentes intensidades. O som emitido sempre vai ter a frequência do seu harmônico fundamental.
        Onda do 1° harmônico: é a onda básica
        Onda do 2° harmônico: possui uma frequência que corresponde ao dobro da frequência do primeiro harmônico, e possui metade do comprimento de onda.
        Onda do 3° harmônico: possui o triplo da frequência do primeiro harmônico, e possui um terço do comprimento de onda do1° harmônico.
        A soma de todas essas ondas forma a onda resultante.
        O que muda de um instrumento para outro é a amplitude dos harmônicos que formam a onda emitida pelo instrumento.
- Altura do som
  - *Som baixo = som grave
    - *Som alto = som agudo
      - Voz humana: nós, seres humanos, conseguimos emitir sons entre 50Hz e 3500 Hz.
- Intensidade sonora: associado a amplitude da onda, um som mais forte é um som mais intenso e um som mais fraco é um som menos intenso.
  - Fonte sonora: diapasão
    - Quando mais próximo da fonte a pessoa estiver mais intenso será o som. Pois a esfera é menor e sua área é menor e toda a energia produzida pela onda está distribuída em uma área menor.
      - Quando mais afastada da fonte a pessoa estiver menos intenso será o som. Conforme a esfera vai aumentando a mesma quantidade de energia que foi liberada no início está sendo distribuída para uma área cada vez maior.
        A intensidade do som (I) é a potência (P) pela área (A).
        A potência está associada a energia que foi liberada no momento que o instrumento é tocado.
        A unidade de intensidade, segundo o Sistema Internacional de Unidades, é w/m2.
        Gráfico da intensidade sonora em função da frequência perceptível pelo ser humano
        Linear da audibilidade: linear da audição, sons que conseguimos ouvir menos que isso não ouvimos.
        Linear da dor: limite superior com intensidade muito grande nos causa dor
        O ser humano é capaz de ouvir um intervalo que varia de 10-12 até 100.
        Nível de intensidade sonora
        N= nível de intensidade sonora
        I= intensidade do som
        I0= 10-12 W/m2 (intensidade referência)
        Log= logaritmo
        A unidade utilizada é o decibel (dB)
        N dor = 120 Db
        N audibilidade = 0 dB
        Ex:
Cordas sonoras
- Envio de pulsos, ondas que são refletidas e voltam e o fenômeno da interferência ocorre.
  - 1° harmônico:
    - Há um ventre que oscila e dois nós.
      - F1: frequência 1
        Representa meio comprimento de onda, corresponde a meia onda.
        2° harmônico:
        F2: frequência 2, corresponde a duas vezes a frequência 1.
        Representa um comprimento de onda, corresponde a uma onda.
        3° harmônico:
        F3: frequência 3, corresponde a três vezes a frequência 1.
        Representa um comprimento de onda e meio, corresponde a uma onda e meia.
        Situação geral:
        Equação de Lagrange:
        Relação da equação fundamental da ondulatória com os harmônicos.
        M= m/l densidade linear
        Quanto menor a densidade da corda maior é a frequência do som emitido.
        Quando se diminui o comprimento a frequência é menor.
Tubos sonoros
- Abertos
  - Na extremidade livre, aberta, haverá sempre o ventre de uma onda, uma região da onda que está oscilando bastante.
    - *1° harmônico:
      - F1: frequência 1 Há um ventre em cada extremidade e um nó no meio do tubo.
        O tamanho do tubo corresponde a uma metade de onda
        *2° harmônico:
        F2: frequência 2 Há um ventre em cada extremidade e dois nós no meio do tubo.
        O tamanho do tubo corresponde a duas metades de onda
        *3° harmônico:
        F3: frequência 3 Há um ventre em cada extremidade e três nós no meio do tubo.
        O tamanho do tubo corresponde a duas metades de onda.
        *Situação geral:
        Associando isso a equação fundamental da ondulatória:
        Fechados
        É fechado em uma das extremidades
        Na extremidade livre, aberta, haverá sempre o ventre de uma onda e na extremidade fechada haverá sempre um nó.
        Não possuem harmônicos pares.
        *1° harmônico:
        F1: frequência 1 Há um nó na extremidade fechada e um ventre na aberta.
        O tamanho do tubo corresponde a um quarto de onda
        *3° harmônico:
        F3: frequência 3 Há um nó na extremidade fechada e um ventre na aberta.
        O tamanho do tubo corresponde três vezes o F1
        *5° harmônico:
        F5: frequência 5 Há um nó na extremidade fechada e um ventre na aberta.
        O tamanho do tubo corresponde a cinco vezes o primeiro harmônico.
        *Situação geral:
        O n deve se ímpar.
        Associando isso a equação fundamental da ondulatória:
Efeito Doppler
- Sempre que houver um deslocamento entre fonte sonora e o ouvinte esse efeito ocorrerá. A frequência do som ouvida via ser diferente da frequência do som emitida pela fonte.
  - Situação 1:
    - A ambulância e a menina estão em repouso, paradas. Quando a ambulância buzina ou a sirene está ligada a menina escuta esse som com a mesma frequência emitida pela fonte, pois não há deslocamento entre a menina e a fonte.
      - Situação 2:
        A menina está para e a ambulância está se movendo e emitindo som, então o som emitido pela fonte fica mais agudo, para a menina, do que ele realmente é. E o menino ouve o som mais grave do que ele realente é, pois está recebendo o som com menor frequência.
        Não ocorre só com som ocorre com luz também.
        Frequência aparente:
        Equação utilizada para calcular o efeito Doppler.
        Fap = frequência aparente (frequência medida pelo observador)
        Ff = frequência emitida pela fonte
        Vs = velocidade do som
        Vo = velocidade do observador/ ouvinte
        Vf = velocidade da fonte