Física & Química

Ondas sonoras, o que são? Definição, velocidade, característica e audição

Ondas sonoras são caracterizadas como ondas mecânicas, ou seja, necessitam de um meio para se propagar, com frequência entre 20 e 20.000 Hz.

Por Dayane Borges

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Todos os dias, nos deparamos com diferentes sons ao nosso redor. De manhã, é possível ouvir pássaros ou o barulho de inúmeros motores de carro. Tem ainda o barulho das motos, pessoas conversando e até o alívio sonoro das ondas do mar nas cidades litorâneas. Logo, a sensação do som é produzida por ondas sonoras.

Visto isso, são caracterizadas como ondas mecânicas, ou seja, necessitam de um meio para se propagar. Podem ser classificadas de acordo com a altura, intensidade (volume), e o timbre (forma). Além disso, são tridimensionais, pois conseguem se propagar em todas as direções.

A partir do som que ouvimos, é possível sentir calma ou identificar situações de perigo, por exemplo. Assim, os seres humanos conseguem ouvir frequências sonoras entre 20 e 20.000 hertz (Hz). Neste caso, quando o som é menor que 20 Hz é denominado de infrassom. Já ondas maiores que 20.000 Hz são chamadas de ultrassom.

Ondas sonoras

Quando ouvimos algum som que possui baixa frequência, dizemos que a vibração é grave, como a voz masculina. Por outro lado, o som que vibra com alta frequência é denominado ajudo, por exemplo, a voz feminina. Neste caso, estamos falando da altura do som.

Agora, quando o som é caracterizado pela vibração em relação à propagação, temos a intensidade sonora, ou seja, o volume do som. A intensidade da onda é representada em dB (decibéis), perceptível ao ouvido humano entre 0 dB e 120 db.

Ondas sonoras, o que são? Definição, velocidade, característica e audição
As ondas sonoras são percebidas em frequências diferentes por humanos e animais.

Já, a forma da onda, ou seja, a distinção entre os sons emitidos por uma frequência; é chamada de timbre. Assim, conseguimos diferenciar, por exemplo, qual a característica sonora que está sendo transmitida.

Além disso, o som sofre fenômenos denominados ondulatórios, como reflexão, refração, difração (como corre com a luz) e interferência.

Fenômenos ondulatórios

A reflexão, como o próprio nome sugere, é a diferença entre o som emitido por uma fonte e aquele que se origina por meio de um obstáculo. Um exemplo claro de reflexão é o eco. Tente gritar no topo de uma montanha, por exemplo. Sua voz será projetada de uma forma e o meio em que se propagou irá gerar um reflexo diferente desse som.

Já a refração das ondas está relacionada à mudança de um meio para o outro com características diferentes. Assim, é como se a direção da onda sonora mudasse, alterando assim a velocidade e tamanho, mas mantendo a frequência, como ocorre com as miragens, por exemplo.

Em relação à difração, é muito simples. Ocorre quando a onda sonora consegue ultrapassar um obstáculo, ou seja, passar de um ambiente para outro. Um exemplo muito claro é quando o som dentro de uma sala pode ser ouvido do lado de fora.

Ondas sonoras, o que são? Definição, velocidade, característica e audição
Os seres humanos conseguem captar ondas sonoras entre 20 Hz e 20.000 Hz.

Por fim, a interferência está relacionada ao encontro de ondas sonoras que são transmitidas por fontes diferentes. Esse fenômeno é muito comum em bares, por exemplo. Isso porque, existem diversas fontes de som, como a voz das pessoas, a música, o barulho de copos, etc.

Esse encontro de ondas pode destruir uma a outra, sendo denominada de interferência destrutiva. A interferência destrutiva pode causar muito barulho ou gerar aquela sensação de silêncio “ensurdecedor”.

Propriedades fisiológicas do som

As ondas sonoras podem ser emitidas em diversos tipos de frequência, contendo velocidade e intensidade diferentes. Porém, para os seres humanos, existem limitações quanto as propriedades físicas do som. Ou seja, a capacidade de percepção das ondas sonoras pode variar entre humanos e animais, por exemplo.

Assim, a frequência sonora – medida em hertz (Hz) -, é perceptível ao ouvido humano entre 20 Hz e 20.000 Hz. Neste caso, as frequências menores que 20 Hz são denominadas de infrassom, e as maiores de 20.000 são as ultrassom Hz. Você provavelmente deve ter lembrado das máquinas utilizadas na captação de imagens, certo?

O barulho do trovão é uma onda sonora com forte intensidade.

Neste caso, aparelhos utilizados para diagnósticos geram os exames de ultrassonografia, por exemplo. Assim, esses exames são feitos por meio de ondas de alta frequência – ondas ultrassonoras – lançadas na área de análise (fetos, órgãos, etc). Logo, as ondas de alta frequência, por meio da reflexão, possibilitam aos aparelhos tecnológicos a geração de imagens. Além disso, as ondas ultrassonoras não são perceptíveis pelo ouvido humano.

Em relação a velocidade, as ondas dependem do meio pelo qual estão sendo propagadas, ou seja, gás, líquido ou sólido. Neste caso, utiliza-se uma fórmula geral para que a variação de velocidade possa ser medida, representada por: V=λ x F. Logo, v representa a velocidade, λ é o comprimento da onda e F, a frequência.

Intensidade sonora

Já a intensidade está relacionada a energia transmitida pela onda sonora. Ou seja, é por conta dessa característica que determinamos se um som é fraco ou forte. Como exemplo, podemos analisar o som de um show ou o barulho de um copo quebrando. Os dois tipos de ondas sonoras possuem intensidade diferente, por conta da força que carregam.

Não conseguimos ouvir o som de uma folha caindo porque a intensidade sonora é baixa.

Neste caso, a intensidade sonora pode ser classificada como física ou fisiológica. No caso da física, utilizamos a expressão numérica Io = 10-12 W/m2, ou seja, representa a energia da onda em relação ao tempo e área. Já a fisiológica é medida em bel (B) ou decibel (dB), pela fórmula: NS = 10 log (I/Io), onde NS representa o nível sonoro.

Você sabia?

  • As ondas sonoras são estudadas pela Ondulatória, ramo da Física que analisa a função e a importância das ondas no cotidiano.
  • Quando o som de algo, como uma sirene, se modifica de acordo com a distância entre emissor e receptor, é denominado de Efeito Doppler.

O que achou da matéria? Se gostou, corre pra conferir o que é Ciência e como são classificadas as Cadeias Carbônicas.

Fontes: Estado de Minas, Brasil Escola, Alunos Online e Toda Matéria

Imagens: Estudo Prático, Medium, Aulas de física e química, Euro Weekly e Um par poético

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