Este artigo explica o que são ondas sonoras (ou ondas sonoras) na física. Assim, você encontrará as características das ondas sonoras, exemplos de corpos que geram ondas sonoras e os fatores que influenciam a velocidade de uma onda sonora.
O que é uma onda sonora?
Uma onda sonora (ou onda sonora ) é uma onda longitudinal resultante da vibração de uma fonte sonora. Então, ondas sonoras são aquelas ondas que nosso sistema auditivo capta e que chamamos de “som”.
As ondas sonoras são ondas tridimensionais que se propagam através de um meio elástico. As ondas sonoras são, portanto, também ondas mecânicas , porque requerem um meio que transmita a sua perturbação.
Uma onda sonora se propaga oscilando na mesma direção em que está se propagando. Isto produz zonas de compressão, nas quais as moléculas estão mais próximas umas das outras e a pressão é maior, e zonas de expansão, nas quais as moléculas estão separadas e a pressão é menor. Resumindo, uma onda sonora se propaga, produzindo mudanças na densidade e pressão molecular.
Partes de uma onda sonora
As partes das ondas sonoras (ou ondas sonoras) são:
- Alongamento (y) : é a distância entre a posição da onda e sua posição de equilíbrio.
- Amplitude (A) : é a distância entre a extensão máxima e sua posição de equilíbrio.
- Ciclo ou oscilação : é o caminho da onda de um ponto ao próximo ponto equivalente.
- Comprimento de onda (λ) : é a distância entre dois pontos equivalentes consecutivos na onda.
- Período (T) : é o tempo que a onda precisa para fazer uma oscilação completa.
- Frequência (f) : é o número de oscilações ou vibrações que a onda produz por unidade de tempo.
- Frequência angular ou pulsação (ω) : é a velocidade com que a onda realiza oscilações.
- Velocidade de propagação (v) : é a velocidade com que a onda se propaga.
Exemplos de ondas sonoras
Depois de vermos a definição de onda sonora, aqui estão alguns exemplos desses tipos de ondas para finalizar a assimilação do conceito.
Exemplos de ondas sonoras:
- As ondas emitidas pelas cordas vocais são ondas sonoras.
- As ondas geradas pelas cordas de um violão são ondas sonoras.
- Um diapasão produz ondas sonoras.
- As ondas que saem de um alto-falante também são ondas sonoras.
Características de uma onda sonora
As características de uma onda sonora (ou onda sonora) são:
- A intensidade da onda sonora.
- A altura da onda sonora.
- O timbre da onda sonora.
Cada uma das qualidades das ondas sonoras é explicada em detalhes a seguir.
Intensidade de uma onda sonora
Na prática, associamos a intensidade de uma onda sonora ao volume do som percebido. No entanto, em física, a intensidade de uma onda sonora refere-se à quantidade de energia transportada pela onda.
Assim, quanto maior a quantidade de energia transportada por unidade de tempo, maior será a intensidade da onda sonora. Da mesma forma, quanto mais intensa for uma onda, maior será sua amplitude.
No Sistema Internacional (SI), a intensidade de uma onda sonora é expressa em watts dividido por metros quadrados (W/m 2 ). Mas é mais comum usar bels (B) ou decibéis (dB) para medir a intensidade das ondas sonoras.
O valor do limiar auditivo humano, ou seja, a intensidade mais baixa que o nosso aparelho auditivo é capaz de captar, está entre 0 dB e 25 dB.
Altura de uma onda sonora
O tom de uma onda sonora refere-se à frequência da onda. Assim, sons agudos correspondem a ondas sonoras de alta frequência, enquanto sons graves são ondas sonoras de baixa frequência.
Os humanos podem compreender ondas sonoras entre 20 Hz e 20.000 Hz. Na verdade, esses limites são usados para definir infra-som e ultrassom.
- Infrassom : onda sonora cuja frequência é inferior a 20 Hz.
- Ultrassom : onda sonora com frequência superior a 20.000 Hz.
Onda sonora tocando
Dependendo das características da fonte da onda sonora, o timbre da onda sonora é diferente. Esta propriedade permite distinguir duas ondas sonoras que possuem a mesma frequência e intensidade.
A variação no timbre das ondas sonoras é claramente visível nos instrumentos musicais. Por exemplo, o timbre das ondas sonoras geradas por uma guitarra é diferente daquele das ondas sonoras de um diapasão ou de um violino.
O timbre de uma onda sonora depende do corpo que emite as ondas, portanto da forma, tamanho, material, etc. do corpo, o timbre da onda sonora gerada será diferente.
velocidade de uma onda sonora
A velocidade de propagação de uma onda sonora é a velocidade com que a onda se propaga. Portanto, quanto maior a velocidade de uma onda sonora, mais rápido ela viaja do transmissor ao receptor.
A velocidade de propagação de uma onda sonora depende de quatro fatores principais:
- Densidade do meio : as ondas sonoras se propagam mais rapidamente em ambientes que possuem maior densidade.
- Elasticidade do meio : quanto mais elástico for o material ou meio atravessado pela onda sonora, menor será sua velocidade.
- Compressibilidade do meio – Quanto maior a compressibilidade do meio, mais lentamente a onda sonora se propagará.
- Temperatura do meio : A temperatura é diretamente proporcional à propagação da onda sonora, portanto, quanto maior a temperatura, mais rápido a onda se propagará.
Abaixo deixamos uma tabela com o valor da velocidade de propagação de uma onda sonora dependendo do meio em que ela se propaga:
| Metade | Velocidade de propagação (m/s) |
|---|---|
| Borracha | 54 |
| Liderar | 1320 |
| Cobre | 3560 |
| Água | 1490 |
| água do mar | 1530 |
| Oxigênio | 317 |
| Ar | 343 |