Resumos Som 8º Ano FQ

 

ANO LECTIVO 2012/2013  

8º ano

Prof.: João Morais  

1.Produção e transmissão de som 1.1  Fontes Sonoras –

ACUSTICA - Ramo da Física que estuda os fenómenos ligados ao SOM. SOM - perturbação que é transmitida em meios materiais e que pode ser  percepcionada pelos sistemas auditivos dos animais. FONTE SONORA - tudo aquilo que produz som. Há fontes sonoras que emitem sons musicais outras produzem diferentes sons entre os quais ruídos. Os sons musicais podem ser produzidos pelos instrumentos musicais, consoante o instrumento podem ser: - Instrumentos de cordas: funcionam através da vibração das cordas que estão esticadas. - Instrumentos de sopro: funcionam como tubos acústicos, o ar passa no interior do tubo, entra em vibração e emite som. - Instrumentos de percussão: Funcionam pela vibração de membranas ou quando são agitados. Outros tipos de sons são aqueles produzidos por nós n ós através das cordas vocais.

RECEPTOR - é o sistema que recebe e descodifica a onda de som que é recebida. MEIO DE PROPAGAÇÃO - suporte ou meio que possibilita a propagação das ondas.

1.2  Tipos de Ondas –

As ondas sonoras podem ser: LONGITUDINAIS: As partículas oscilam na mesma direcção em que se propagam as ondas. TRANSVERSAIS: as partículas oscilam numa direcção perpendicular à direcção em que se propagam as ondas. As ondas sonoras são ondas mecânicas que correspondem, no ar, a compressões e rarefacções do mesmo.

Zonas de compressão - onde o ar fica mais denso Zonas de rarefacção - onde o ar fica menos denso Imagem das perturbações provocadas por um diapasão nas partículas do ar.

 

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1.3  As características das Ondas –

AMPLITUDE - Afastamento máximo em relação à posição média. Representa-se por  A e a sua unidade no SI é o metro.

FREQUÊNCIA - é o número de vibrações que ocorrem por segundo. Representa-se por f e a sua unidades no SI é o hertz (Hz) Exemplo de duas ondas sonoras a verde apresenta baixa frequência e a onda a cinzento é uma onda com elevada frequência.

COMPRIMENTO DE ONDA  –  Corresponde à distância entre duas compressões sucessivas. Representa-se por λ e a sua unidade no SI é o metro.  VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO- Corresponde à rapidez com que a onda se propaga. Representa-se por v e a sua unidade no SI é o metro por segundo (m/s).

v = λ X f 

velocidade = comprimento de onda X frequência

 

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1.4 

–

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Os atributos do som  - permite dizer se um som é forte ou fraco.

- permite classificar os sons agudos (altos) ou graves (baixos.

- permite reconhecer as diferentes fontes sonoras.

INTENSIDADE - está associada à amplitude do som. maior e a amplitude som,ou maior a suaQuanto intensidade mais forte de é um o som, seja,é maior energia transporta.

ALTURA - está associada à frequência dos sons.

Registo de ondas de sons altos ou agudos ou de elevada frequência:

Registo de ondas de sons baixos ou graves ou de baixa frequência:

TIMBRE - depende da fonte emissora do som. Duas pessoas emitam um som diferentes com a mesma intensidade ea mesma que altura, apresentam timbres, daí sermos capazes de identificar as pessoas pela sua voz.

 

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1.5  A propagação do som e a sua velocidade –

PROPAGAÇÃO DO SOM O som propaga-se em todos os meios materiais: gasosos, líquidos e sólidos. O som propaga-se melhor em meios sólidos e pior em meios gasosos.

O som não se propaga-se no vazio.

COMO SE PROPAGA O SOM Quanto mais próximas se encontram as partículas que constituem um determinado meio, mais fácil se torna a propagação do som. Imagem das perturbações provocadas por um diapasão nas partículas do ar. Zonas de compressão - onde o ar fica mais denso Zonas de rarefacção - onde o ar fica menos denso

VELOCIDADE DO SOM - é a velocidade com que as vibrações se deslocam num determinado meio. A velocidade com que as vibrações sonoras se deslocam no ar é de 340 m/s. Ouve-se o trovão depois de se visualizar o raio, porque a velocidade de propagação do som é muito inferior à velocidade de propagação da luz. v - velocidade do som (em metros por segundo m/s) d - distância (em metros - m)

 

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t - intervalo de tempo (em segundos - s)

Tabela referente à velocidade do som em diferentes meios:

MEIOS SÓLIDOS MEIOS MATERIAIS

MEIOS LÍQUIDOS

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM (m/s) 

Chumbo Borracha Cobre Terra

1200 1500 3900 4000 a 6000

MEIOS MATERIAIS

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM (m/s)

Álcool etílico

1180

Mercúrio

1450

Água (T=20ºC)

1480

Aço 6000 MEIOS GASOSOS

MEIOS MATERIAIS

VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM (m/s)

dióxido de carbono ar (T=0ºC) ar (T=20ºC)

260 331 340

Quanto maior for a capacidade de vibração das partículas melhor é a transmissão do som. Estes meios são chamados de ELÁSTICOS.

Meios onde as partículas apresentam menor capacidade de vibração - cortiça, esferovite, tecidos - são chamados de meios INELÁSTICOS.

 

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Estes materiais são muito utilizados para isolarem salas e casas, pois dificultam a propagação do som.

1.6  Algumas prioridades do som –

REFLEXÃO DO SOM - quando uma onda de som embate num obstáculo e muda de direcção. ECO - fenómeno que consiste em enviar uma onda de som contra um obstáculo, onde o som é reflectido e regressando para o sítio de onde ele foi emitido. Para um ser humano distinguir dois sons diferentes, tem de haver um intervalo de tempo de pelo menos 0,1 s entre os dois sons. Assim, para haver  ECO e uma pessoa distinguir entre o som enviado e o som recebido pela reflexão, tem de ter passado pelo menos 0,1 segundo entre a emissão do som e a recepção do mesmo som reflectido:

340 m --------- 1 d = ? ------- 0,1 Como a velocidade do som no ar é de 340 m/s, então o som tem de viajar:

d = 340 X 0,1 d = 34 m

O som tem de viajar pelo menos 34 metros para que ocorra eco, desde que é enviado até ser novamente ouvido, ou seja, tem de viajar pelo menos, 17 metros até ao obstáculo e percorrer a mesma distância de volta.   d = 17 + 17 d = 34 m

 

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REVERBERAÇÃO - quando ocorre reflexão do som, mas as distâncias são inferiores às necessárias para que ocorra ECO. As reflexões sucessivas do som levam a um prolongamento do som.

Para evitar a reverberação pode cobrir-se a sala com tecidos e materiais que não permitam a reflexão dos sons, como tecidos, cortiça ou esferovite.

REFRACÇÃO DO SOM - consiste na mudança da direcção do som devido à mudança de meio de propagação

Quando o som incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios, não ocorre refracção:

 

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1.7  Nós e os sons –

AUDIÇÃO HUMANA - Os seres humanos (como alguns animais) dispõe de um sistema que está preparado para a captação e recepção dos sons para serem transformados e serem enviados para o cérebro. OUVIDO HUMANO - este sistema é constituído por 3 partes: OUVIDO EXTERNO 

OUVIDO MÉDIO 

Zona responsável pela captação  Zona responsável dos sons amplificação dos sons

OUVIDO INTERNO  pela

Zona responsável pela transformação  das vibrações sonoras em impulsos eléctricos ou nervosos

As vibrações sonoras fazem O pavilhão (a orelha!) capta os sons auditivo e canaliza-os para o canal auditivo em direcção à membrana do tímpano (já no ouvido médio).

No ouvido interno as vibrações no já vibrar asemembrana do tímpano são transformadas como fosse a pele de um   amplificadas em impulsos nervosos tambor! Estas vibrações são caracol transmitidas aos 3 ossos mais (eléctricos) que serão enviados pelo pequenos do corpo humano: o nervo auditivo para o cérebro. martelo, a bigorna e o estribo e

 

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são amplificados.

ESPECTROS SONOROS - Nas seguintes tabelas e imagens pode consultar quais os valores de frequência mínimos e máximos que diferentes animais conseguem ouvir e que conseguem produzir, bem como as frequências das notas musicais. Para os seres humanos:

SONS OUVIDOS Homem

Limite Limite SONS PRODUZIDOS Mín. (Hz) Max. (Hz) 20 20 000 Homem

Limite Limite Mín. (Hz) Max. (Hz) 85

1100

150 Golfinho

Cão Gato

15 60

150 000

Golfinho

7000

120 000

15 000

Cão

452

1080

65 000

Gato

760

1520

 

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Morcego Sapo Cágado

1000 50 150

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120 000

Morcego

10 000

120 000

10 000

Sapo

50

8000

150 000

Cágado

7000

120 000

NOTAS MUSICAIS  DÓ (C) Frequências das notas musicais - As notas musicais RÉ (D) tomam o valor do dobro da frequência uma oitava acima MI (E) e reduzem a metade quando é uma oitava abaixo. FÁ (F) SOL (G) LÁ (A) SI (B) DÓ (C)

Frequência (Hz) 261,7 293,7 329,6 349,2 392 440 493,9 520

NÍVEL DE INTENSIDADE SONORA - A intensidade do som mede a energia associada a cada som, ou seja, se são fortes (de grande intensidade) ou fracos (de baixa intensidade). As unidades para medir a intensidade do som são os DECIBÉIS - dB  Para medir a intensidade do som pode usar-se um SONÓMETRO - um aparelho que capta a intensidade do som de uma determinada zona que é analisada. Este sonómetro da imagem indica que I = 58,6 dB Um som grave de frequência de f = 50 Hz (hertz) para ser audível por uma pessoa tem de ter pelo menos a intensidade de I = 50 dB. Já um som agudo de frequência f = 5000 Hz é audível acima de uma intensidade zero (I=O dB).

DIAGRAMA DE AUDIBILIDADE - neste gráfico pode ter-se uma ideia aproximada dos valores de intensidade sonora e de frequência dos sons que são normalmente audíveis, não audíveis e até, dolorosos para as pessoas.

 

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Intensidade do som (dB) 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 70 - 80 80 - 90 90 90 - 100 100 - 110

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Exemplos de fontes de som VENTO CONVERSA ENTRE PESSOAS PROFESSOR A FALAR DISCURSO

STRESS  COMBOIOS A PASSAR DANOS AUDITIVOS  DISCOTECAS

 

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110 - 120 120 120 - 130 130 - 140 Acima de 150

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LIMIAR DA DOR  BARULHO DOS AVIÕES CARROS DE CORRIDA Efeitos psicológicos perigosos podem causar náuseas e perda de equilíbrio

POLUIÇÃO SONORA - o excesso de ruído e elevadas intensidades sonoras podem trazer grande prejuízo ao Homem e a todos os seres vivos que estejam sujeitos a este tipo de poluição: os ruídos dos aviões, dos meios de transporte e fábricas; os ruídos de equipamentos de sonar utilizados nos mares; explosões e outros ruídos de rebentamentos como foguetes; festas, romarias e locais onde a música atinge intensidades excessivamente elevadas.  A Poluição Sonora é um incómodo muito grave que prejudica e interfere com todos os seres vivos! 

APLICAÇÃO DOS SONS - INFRA-SONS - sons que apresentam uma frequência abaixo de 20 Hz. O controlo destes infra-sons no meio ambiente pode permitir o saber da ocorrência de muitos fenómenos naturais e outros causados pelo Homem. FONTES DE INFRA-SONS   queda de satélite   trovoada, ventos e tempestades   queda de meteoritos   auroras boreais   lançamento de foguetões e naves 



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  vulcões   explosões nucleares

 

  sismos

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   jactos supersónicos supersónicos



 

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  avalanches



  emissões de gases por industrias

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APLICAÇÃO DOS SONS - ULTRA-SONS - são sons com frequências superiores superiores a 20.000 Hz e que não são audíveis pelode Homem. Estes sons elevada frequência são enviados e é analisado o eco recolhido por computadores, criando-se imagens.

USO DOS ULTRA-SONS MEDICINA - ECOGRAFIAS - testes diagnósticos que mostram imagens do interior do corpo humano. Os ultra-sons são enviados para dentro do corpo da pessoa (ou animal) e os que são reflectidos (eco) são recolhidos e analisados por um computador que cria uma imagem do interior do corpo.

MEDICINA - uso dos ultra-sons para a destruição dos cálculos ou pedras que se podem formar nos rins ou na vesícula biliar  e para destruição de tumores ou células cancerosas. ANÁLISE DE ESTRUTURAS - para detectar  fissuras ou pontos de quebra ou de fragilidade em estruturas a que não se acede facilmente (por exemplo no interior  de uma central nuclear!). Em pilares de pontes ou noutras estruturas de edifícios.

Ecografia de um feto

Ecografia 3D

Imagem de pedras nos rins

SONAR - envio de ultra-sons para o fundo do mar. A recolha e análise dos ecos pode permitir a elaboração de mapas O sonar pode ser usado para localizar cardumes com a topografia dos fundos oceânicos de peixes ou aquáticos, como descobrir barcos ou destroços afundados e até, cardumes de peixes ou animais protegidos como a baleia!

 

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Imagem do Titanic afundado

Imagem do fundo oceânico Imagem recolhida num monitor de um sonar 

Imagem de um barco afundado