Vibrações que penetram os ouvidos e se propagam em sólidos, líquidos e gases.
Ondas sonoras são vibrações mecânicas perceptíveis ao ouvido humano. Estão presentes em nosso dia a dia e, dependendo da frequência, são capazes de gerar diversas sensações como a tranquilidade ou estresse.
Cada espécie animal tem uma sensibilidade diferente para ouvir certo tipo de frequência. O elefante e a aranha, por exemplo, conseguem captar altas frequências (até 160000 Hz no caso do elefante).
Já o ser humano é capaz de ouvir frequências entre 20 Hz até 20000 Hz. Quando expostos a altos níveis sonoros, as pessoas podem apresentar problemas auditivos, como o zumbido, ou até perder a audição.
Características das ondas sonoras
As ondas sonoras transportam energia (mas não matérias) e sofrem movimentações de variadas espécies à medida que se difundem no ambiente. Em certos meios (gasoso, líquido ou sólido) elas se propagam a partir das variações da pressão e são longitudinais e tridimensionais.
Saiba mais sobre as características das ondas sonoras:
• São mecânicas: precisam de um meio de propagação, ou seja, necessitam de um meio material para transportar energia, desta forma não se propagam no vácuo;
• Longitudinais: o som se propaga na mesma direção em que a onda se desloca;
• Tridimensionais: assim como a luz, é capaz de se difundir em todas as direções e ocupam todo o espaço.
Qualidades fisiológicas
Estão relacionadas às sensações que o som produz. São elas:
• Altura: característica que define se o som é agudo ou grave. Quando agudo, o volume será alto e terá uma frequência maior. Quando grave, o volume será baixo e terá uma frequência também baixa.
• Intensidade: relacionada à quantidade de energia liberada pelas ondas sonoras e que atravessa uma área e um intervalo de tempo. É o que distingue os sons fracos dos fortes, ou seja, quanto mais aberta for a energia de vibração, mais intenso será o som.
• Timbre: composição das frequências que permite criar um tom característico. Essa propriedade permite distinguir dois ou mais sons com a mesma intensidade e altura, pois o formato das ondas é diferente em cada fonte.
Velocidade do som
A velocidade de propagação das ondas sonoras depende da temperatura e do estado físico do meio em que vai se propagar. Assim, a velocidade será maior em temperaturas elevadas. Além disso, são altas em meios sólidos, médios em líquidos e menores nos gasosos.
Vsólidos > Vlíquidos > Vgases
Exemplo: A velocidade do som será de 340 m/s (metros por segundo) quando se propagar no ar a uma temperatura de 20º C.
Velocidade do som em alguns materiais
MATERIAL | VELOCIDADE (m/s) |
Ar (10ºC) | 331 |
Ar (20ºC) | 343 |
Água | 1480 |
Latão | 3500 |
Alumínio | 4420 |
Aço | 6000 |
Oxigênio | 317 |
Espectros sonoros
É o conjunto das frequências de vibrações que compõem os sons perceptíveis ou não ao ouvido humano. São classificadas em:
• Infrassom: são percebidos pelo ouvido humano. Está entre 0Hz e 16Hz.
• Ultrassom: frequências altas e que as pessoas não conseguem captar. Produzem náuseas e perturbações. Maiores de 20000 Hz.
• Sons audíveis: captados pelos ouvidos humanos. Frequência entre 20Hz e 20000 Hz.
Fórmulas das Ondas Sonoras
Para calcular a intensidade e a velocidade do som, vai ser preciso conhecer algumas nomenclaturas e fórmulas. Seguem abaixo a explicação delas.
Equação para cálculo da velocidade do som:
Na equação da velocidade do som é preciso conhecer a distância percorrida e o intervalo de tempo.
Fórmula da velocidade do som (Imagem: Educa Mais Brasil)
Explicação:
Vs = velocidade do som;
S = distância percorrida;
t = intervalo de tempo.
Também é possível encontrar a velocidade com a equação fundamental das ondas.
Equação fundamental da ondas (Imagem: Educa Mais Brasil)
Explicação:
= comprimento da onda;
Vs = velocidade do som;
f = frequência.
Equação para cálculo da intensidade:
Para calcular a intensidade é necessário saber a quantidade de energia liberada, a área e o intervalo de tempo.
Fórmula da intensidade sonora (Imagem: Educa Mais Brasil)
Explicação:
I = Intensidade
E = quantidade energia
A = área
t = intervalo de tempo
A intensidade também é calculada através da equação:
Fórmula alternativa da intensidade sonora (Imagem: Educa Mais Brasil)
Neste caso:
I = intensidade;
P = potência;
A = área
Curiosidade
O som é um milhão de vezes mais lento que a luz, por isso ouve-se o som do trovão alguns segundos após ser observado o relâmpago.
