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Física/Som

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Trabalho de Física sobre a sonoridade, ondas sonoras, cálculos referentes a ondas e Efeito Doppler.

Trabalho de Física sobre a sonoridade, ondas sonoras, cálculos referentes a ondas e Efeito Doppler.

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  • 1. COLÉGIO MILITAR TIRADENTES ENSINO MÉDIO – 2° ANO D TRABALHO DE FÍSICA PROFESSORA: CAMILA RABELO O SOM EQUIPE 2: DANIELLE BARBOSA LARISSA BRITO MARLEY MORAES TAYSSA LIMA
  • 2. Tópicos  Introdução  Faixas Audíveis  Produção do Som  Ondas Sonoras  Comprimento da onda  Velocidade do Som  Diferentes velocidades de som em diferentes meios  Curiosidade: O que é Efeito Doppler?  Referências
  • 3. Introdução O som é definido como a propagação de uma frente de compressão mecânica ou onda longitudinal, se propagando tridimensionalmente pelo espaço e apenas em meios materiais, como o ar ou a água. Para que esta propagação ocorra, é necessário que aconteçam compressões e rarefações em propagação do meio. Estas ondas se propagam de forma longitudinal.Quando passa, a onda sonora não arrasta as partículas de ar; apenas faz com que estas vibrem em torno de sua posição de equilíbrio. A área da Física que estuda o som é chamada de Acústica. Neste trabalho, aprofundaremos a respeito das propriedades do som, faixas audíveis e ondas sonoras.
  • 4. Faixas audíveis  São sons e ruídos que estão dentro de uma frequência (em decibéis, dB, onde se mede ) que pode ser captada pelos nossos ouvidos. A faixa média de frequências audíveis para um ouvido humano normal varia de 20Hz até 20.000Hz. Em contrapartida, os animais possuem faixas audíveis muito diferentes. Veja a tabela: Animal Mínimo (Hz) Máximo (Hz) Elefante 20 10000 Pássaro 100 15000 Gato 30 45000 Cão 20 30000 Chimpanzé 100 30000 Baleia 40 80000 Aranha 20 45000 Morcego 20 160000
  • 5. Produção do Som O som é definido como a propagação de uma frente de compressão mecânica ou onda longitudinal, se propagando tridimensionalmente pelo espaço e apenas em meios materiais, como o ar ou a água. Para que esta propagação ocorra, é necessário que aconteçam compressões e rarefações em propagação do meio, ou seja, através das ondas sonoras. Estas ondas se propagam de forma longitudinal. Quando passa, a onda sonora não arrasta as partículas de ar; apenas faz com que estas vibrem em torno de sua posição de equilíbrio.
  • 6. Ondas sonoras  No estudo da física, onda sonora é uma onda mecânica que necessita de um meio material para se propagar. Assim, diferentemente da onda eletromagnética, a onda sonora não se propaga no vácuo.  A audição humana considerada normal consegue captar frequências de onda sonoras que variam entre aproximadamente 20Hz e 20000Hz. São denominadas ondas de infrassom, as ondas que tem frequência menor que 20Hz, e ultrassom as que possuem frequência acima de 20000Hz. De maneira que:
  • 7.  Sendo A amplitude da onda, temos:
  • 8. Comprimento da onda  As ondas sonoras se propagam pelo meio material elástico e têm uma certa extensão ou comprimento de onda, que pode ser definido como a distância mínima em que um padrão temporal da onda (ou seja, um ciclo) se repete. É denominado comprimento da onda, e expresso pela letra grega lambida ( ), a distância entre duas cristas ou dois vales consecutivos. Chamamos período da onda (T) o tempo decorrido até que duas cristas ou dois vales consecutivos passem por um ponto e frequência da onda (f) o número de cristas ou vales consecutivos que passam por um mesmo ponto, em uma determinada unidade de tempo. Portanto, o período e a frequência são relacionados por:
  • 9.  A unidade internacionalmente utilizada para a frequência é Hertz (Hz), sendo que 1Hz equivale à passagem de uma crista ou de um vale em 1 segundo. Para o estudo de ondas, é necessário conhecer:  frente de onda: é a fronteira da região ainda não atingida pela onda com a região já atingida;  raio de onda: é possível definir como o raio de onda a linha que parte da fonte e é perpendicular às frentes de onda, indicando a direção e o sentido de propagação.
  • 10. Velocidade do Som  Como não transportam matéria em seu movimento, é previsível que as ondas se desloquem com velocidade contínua, logo estas devem ter um deslocamento que valide a expressão:  Que é comum aos movimentos uniformes, mas conhecendo a estrutura de uma onda, podemos fazer que ΔS=λ e que Δt=T. Assim:
  • 11. Diferentes velocidades de som em diferentes meios  A velocidade do som na água é aproximadamente igual a     1450m/s e no ar, à 20°C é 343m/s. Segue os dados de outros meios: Borracha: 54 m/s Ferro: 5.100 m/s Granito: 6.000 m/s Aço: 5.900 m/s
  • 12. O que é Efeito Doppler?  Esse curioso efeito foi descrito pela primeira vez pelo físico austríaco Christian Johann Doppler — daí o nome do fenômeno —, e está relacionado com à forma como um observador estacionário percebe a frequência de um som emitido por uma fonte em movimento. Como você sabe, as ondas sonoras são produzidas pela vibração de um corpo, e o tom de determinado som depende da quantidade de vezes que esse corpo vibra por segundo.  Assim, quanto mais rápida for a vibração, mais alto — ou estridente — será o som produzido. Ao contrário, quanto mais lenta a vibração, mais baixo (ou grave) será o som. Porém, para entender o Efeito Doppler, também é necessário compreender como as ondas se comportam quando a fonte emissora se encontra em movimento.
  • 13.  Dessa forma, quando um objeto emitindo ondas sonoras se encontra estático, a propagação ocorre de forma simétrica, afastando-se da fonte a uma velocidade constante, e sem apresentar variações perceptíveis na frequência sonora.
  • 14. Referências  www.infoescola.com/fisica  www.brasilescola.com/fisica  www.megacurioso.com/fisica-e-quimica

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