O propagação de som sempre ocorre em um meio material, uma vez que o som é uma onda longitudinal que alternadamente comprime e expande as moléculas do meio. Pode se espalhar pelo ar, líquidos e sólidos.
O ar é o meio mais comum de propagação do som. A vibração produzida por uma fonte de som, como uma voz ou uma buzina, é transmitida por sua vez em todas as direções para as moléculas de ar circundantes e estas para suas vizinhas..
Esse distúrbio causa variações de pressão no ar, criando ondas de pressão. Essas variações são propagadas e quando chegam ao tímpano, este começa a vibrar e o sinal auditivo é produzido..
As ondas transportam energia na mesma velocidade da perturbação. No ar, por exemplo, o som viaja a uma taxa de cerca de 343,2 m / s em condições normais de temperatura e pressão, sendo esta velocidade uma característica do meio, como veremos mais tarde..
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A propagação do som ocorre basicamente de duas formas, a primeira é o som que vem diretamente da fonte que o origina. A segunda é através das ondas sonoras que se refletem em obstáculos como as paredes das salas, dando origem a um campo sonoro reverberante..
Esses reflexos das ondas sonoras podem ocorrer muitas vezes e o que é interpretado como som é a pressão acústica resultante do campo sonoro direto e do campo reverberante..
Nesse processo, as ondas sonoras cedem sua energia ao meio e se atenuam com a distância até que desapareçam..
A velocidade com que o som se propaga em diferentes mídias depende de suas propriedades. Os mais relevantes são densidade, elasticidade, umidade, salinidade e temperatura. Quando isso muda, a velocidade do som também.
A densidade do meio é uma medida de sua inércia, que é uma resistência à passagem da onda de pressão. Um material muito denso inicialmente se opõe à passagem do som.
Por sua vez, a elasticidade indica quão fácil é para o meio recuperar suas propriedades uma vez que é perturbado. Em um meio elástico, as ondas sonoras viajam mais facilmente do que em um meio rígido, porque as moléculas estão mais dispostas a vibrar continuamente..
Existe uma quantidade física chamada módulo de compressibilidade para descrever o quão elástico um meio é.
Em geral, o som se propaga em um meio com uma velocidade dada por:
Onde a propriedade elástica é o módulo de compressibilidade B e a propriedade y é a densidade ρ:
Finalmente, a temperatura é outro fator importante quando o som se propaga através de um gás como o ar, que é o meio pelo qual a maioria das ondas sonoras se propagam. Quando o modelo de gás ideal é considerado, o quociente B / ρ depende apenas de sua temperatura T.
Desta forma, a velocidade do som no ar a 0ºC é de 331 m / s, enquanto a 20 ºC seu valor é de 343 m / s. A diferença se explica porque quando a temperatura aumenta, o estado vibracional das moléculas de ar também aumenta, facilitando a passagem do distúrbio..
O som é uma onda mecânica que precisa de um meio material para se propagar. Portanto, não há como o som ser transmitido no vácuo, ao contrário das ondas eletromagnéticas que podem fazer isso sem maiores problemas..
O ar é o ambiente mais comum para a transmissão de som, assim como outros gases. Os distúrbios são transmitidos por colisões entre moléculas gasosas, de forma que quanto maior a densidade do gás, mais rápido o som viaja..
Como já dissemos, a temperatura influencia a propagação do som nos gases, pois quando é maior, as colisões entre as moléculas são mais frequentes..
No ar, a dependência da velocidade do som v na temperatura T em Kelvin é dada por:
Muitas vezes a temperatura não é distribuída uniformemente em um local, por exemplo, uma sala de concertos. O ar mais quente está mais próximo do chão, enquanto acima do público pode ser até 5ºC mais frio, o que afeta a propagação do som na sala, uma vez que o som se move mais rápido nas áreas mais quentes..
O som viaja mais rápido em líquidos do que em gases e ainda mais rápido em sólidos. Por exemplo, em água doce e salgada, ambas a uma temperatura de 25 ºC, a velocidade do som é, respectivamente, 1493 m / se 1533 m / s, cerca de quatro vezes mais do que no ar, aproximadamente.
É fácil verificar colocando a cabeça na água, então o ruído dos motores do barco é muito melhor do que no ar.
Já em materiais sólidos como aço e vidro, o som pode chegar a 5920 m / s, portanto conduzem o som muito melhor..
As ondas sonoras interferem de forma construtiva ou destrutiva, ou seja, elas se sobrepõem. Você pode experimentar esse efeito facilmente com um experimento simples:
-1 par de alto-falantes como os que você usa em computadores desktop.
-Telefone celular com aplicativo gerador de ondas instalado.
-Fita métrica
O experimento é realizado em uma grande sala aberta. Os alto-falantes são colocados lado a lado, com 80 cm de distância e orientação idêntica.
Agora os alto-falantes estão conectados ao telefone e ambos estão ligados com o mesmo volume. Uma frequência específica é selecionada no gerador, como 1000 Hz.
Então você tem que se mover ao longo da linha que une os alto-falantes, mas mantendo uma separação de cerca de 3 m. É imediatamente perceptível que em alguns pontos a intensidade do som aumenta (interferência construtiva) em alguns pontos e em outros diminui (interferência destrutiva).
Observa-se também que, ao se posicionar no ponto eqüidistante dos alto-falantes, este é sempre um local de interferência construtiva..
Esta experiência, que requer a participação de duas pessoas, serve para verificar se os objetos possuem frequências características..
2 garrafas vazias idênticas.
Os participantes devem manter suas garrafas em pé e na vertical e estar separados por uma distância de aproximadamente 2 m. Uma das pessoas sopra pela boca da garrafa, incitando o jato de ar obliquamente, a outra pessoa segura a garrafa verticalmente junto à orelha.
O ouvinte imediatamente percebe que o som parece vir de sua própria garrafa, embora o som original seja produzido na garrafa que a outra pessoa está soprando. Este fenômeno é chamado ressonância.
A experiência pode ser repetida se a garrafa da pessoa que está soprando estiver cheia até a metade com água. Neste caso, o som também é gravado, mas mais alto.
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