Acustica

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Som e sua propagação
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 sonoranão arrasta as partículas de ar, por exemplo, apenas faz com que estas vibrem em torno de sua posição de equilíbrio.
Como as ondas sonoras devem ser periódicas, é válida a relação da velocidade de propagação:

A audição humana considerada normal consegue captar frequências de onda sonoras que variam entre aproximadamente 20Hz e 20000Hz. São denominadas ondas de infra-som, as ondas que temfreqüência menor que 20Hz, e ultra-som as que possuem freqüência acima de 20000Hz.
De maneira que:

A velocidade do som na água é aproximadamente igual a 1450m/s e no ar, à 20°C é 343m/s.

A propagação do som em meios gasosos depende fortemente da temperatura do gás, é possível inclusive demonstrar experimentalmente que a velocidade do som em gases é dada por:

Onde:
k=constante que depende danatureza do gás;
T=temperatura absoluta do gás (em kelvin).
Como exemplo podemos tomar a velocidade de propagação do som no ar à temperatura de 15° (288K), que tem valor 340m/s.
Exemplo:
Sabendo que à 15°C o som se propaga à 340m/s, qual será sua velocidade de propagação à 100°C?
Lembrando que:
15° = 288K
100° = 373K

Intervalo Acústico
A audição humana é capaz de diferenciar algumascaracterísticas do som como a sua altura, intervalo e timbre.
A altura do som depende apenas de sua freqüência, sendo definida como a diferenciação entre grave e agudo.
Um tom de maior freqüência é agudo e um de menor é grave.
Os intervalos entre dois sons são dados pelo quociente entre suas frequências. Ou seja:

Como o intervalo é um quociente entre duas medidas de mesma unidade, este não temdimensão.
Na música é dada uma nomenclatura para cada intervalo:
Intervalo Acústico | Razão de freqüência |
Uníssono | 1:1 |
Oitava | 2:1 |
Quinta | 3:2 |
Quarta | 4:3 |
Terça maior | 5:4 |
Terça menor | 6:5 |
Sexta maior | 5:3 |
Sexta menor | 8:5 |
Tom maior (M) | 9:8 |
Tom menor (m) | 10:9 |
Semitom (s) | 16:15 |
As notas musicais de mesmo nome são separadas por umintervalo de uma oitava (2:1)

O timbre de um som é a característica que permite diferenciar dois sons de mesma altura e mesma intensidade, mas que são emitidos por instrumentos diferentes.
Desta forma, uma música executada por um violino e um piano se diferencia pelo timbre.
Intensidade sonora
A intensidade do som é a qualidade que nos permite caracterizar se um som é forte ou fraco e depende daenergia que a onda sonora transfere.
A intensidade sonora (I) é definida fisicamente como a potência sonora recebida por unidade de área de uma superfície, ou seja:

Mas como a potência pode ser definida pela relação de energia por unidade de tempo:

Então, também podemos expressar a intensidade por:

As unidades mais usadas para a intensidade são J/m² e W/m².
É chamada mínima intensidadefísica, ou limiar de audibilidade, o menor valor da intensidade sonora ainda audível:

É chamada máxima intensidade física, ou limiar de dor, o maior valor da intensidade sonora suportável pelo ouvido:

Conforme um observador se afasta de uma fonte sonora, a intensidade sonora ou nível sonoro (β) diminui logaritmicamente, sendo representado pela equação:

A unidade utilizada para o nível sonoroé o Bel (B), mas como esta unidade é grande comparada com a maioria dos valores de nível sonoro utilizados no cotidiano, seu múltiplo usual é o decibel (dB), de maneira que 1B=10dB.
Reflexão do som
Assim como para qualquer outra onda, as ondas sonoras, ao atingirem um obstáculo fixo, como uma parede, são refletidas.
A reflexão do som acontece com inversão de fase, mas mantém a mesma...
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