Parte da física que se dedica ao estudo do som
A acústica é a parte da física que estuda em específico como ondas sonoras. Objeto de estudo da ondulatória , o som é um fenômeno que se propaga nos variados estados físicos da matéria.
Para distinguir os sons, a acústica apresenta algumas características como intensidade, volume e frequência. Além disso, ela considera outros aspectos como amplitude de som. A partir da avaliação de objetos que propagam sons diferentes, a acústica usa fórmulas e conceitos que permitem uma compreensão melhor desse fenômeno.
Além de conceitos, uma acústica utilização cálculos que permite definir a velocidade e o comportamento dos sons. Seu campo de estudo abrange: geradores de som, meios de transmissão, propagação e receptores.
Conceitos fundamentais para acústica
Para entender melhor o fenômeno ondulatório, faz-se necessário compreender alguns conceitos específicos pela acústica.
Onda
A onda é uma alteração periódica de grandeza física composta por:
Crista - são aqueles pontos de maior intensidade que formam o topo da onda;
Vale - são os pontos de menor intensidade da onda;
Nível médio - são os pontos entre as cristas e os vales.
A amplitude do fenômeno ondulatório possui a amplitude que corresponde à distância entre a crista ou vale e o nível médio. Já o comprimento da onda é definido pela distância entre duas cristas ou dois valores contínuos.
Representação de duas ondas sonoras de frequências diferentes. (Foto: Wikipédia)
Uma onda possui também período e frequência. O período (t) corresponde ao tempo em que uma oscilação demora para se repetir. Já o número de vezes que uma oscilação se repete dentro de uma unidade de tempo é chamada de frequência (f). O período é medido em segundos e frequência é medida Hertz (Hz). Ela poderia ser através da seguinte fórmula:
f = 1 / t
Som
O som é uma onda mecânica que depende de materiais meios para se propagar. Os dispositivos que emitem ondas sonoras são chamados de fontes sonoras. A frequência oscila entre 16Hz e 20000Hz. O som possui intensidade e frequência suficientes para ser percebida pelo ouvido humano. Abaixo da faixa de 16Hz estão os infravermelhos e acima de 20000Hz estão os ultrassons .
Caracterização do Som
O som é através da intensidade, altura ou timbre. A intensidade do som está relacionada à quantidade de energia da fonte emissora de ondas. Ela é causada pela pressão exercida pela onda sobre o ouvido ou o medidor da intensidade sonora, como um decibelímetro, por exemplo.
A altura é uma característica associada à frequência do som que permite classificar e grave ou agudo. Os sons de alta frequência são aqueles mais altos e os de baixa frequência são os filhos mais baixos. Os filhos de baixa frequência são considerados graves, já os filhos de baixa frequência são os agudos.
O timbre é o conjunto de ondas sonoras que compõem um som. Por meio dele é possível fazer uma distinção entre filhos de mesma frequência e mesma intensidade. No entanto, isso só é possível como ondas correspondentes aos filhos diferentes.
Meios de propagação do som
Para que haja a propagação do som é necessário que um meio material propague como vibrações causadas pela fonte sonora. Ou seja, o som precisa de um meio material para se propagar. Sem um meio material que propaga como vibrações não há propagação de som.
Os meios de propagação alguns possuem propriedades físicas que podem ser mensuradas. O som pode se propagar tanto em meios gasosos quanto em meios sólidos e líquidos.
Cabe ressaltar que a propagação do som varia de acordo com o estado físico da matéria. Ele se propaga com mais facilidade quando na proximidade com algum átomo ou molécula . Essa característica faz com que a velocidade de propagação do som seja maior nos meios sólidos.
Em meios líquidos e em meios gasosos, a velocidade da propagação do som depende da temperatura. Na água, a velocidade do som é de aproximadamente 1450m / s, já no ar, com uma temperatura de 20 ° C, a velocidade é 343m / s.
A velocidade de propagação do som é fornecida pela distância percorrida, sobre o tempo gasto e pode ser obtida pela seguinte fórmula:
Fórmula da Velocidade do som
Onde:
v = velocidade
t = período
= comprimento da onda
f = frequência
