Física/Som

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

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Física/Som

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 7.  Sendo A amplitude da onda, temos:
  8. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 14. Referências  www.infoescola.com/fisica  www.brasilescola.com/fisica  www.megacurioso.com/fisica-e-quimica

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