ONDAS SONORAS

1. ONDAS SONORAS

2. Conceito: Ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais que podem se propagar em sólidos, líquidos e gases.

3. A velocidade v de uma onda sonora em um meio é dada por:

4. Onde:B: módulo de elasticidade volumétrico.ρ: massa específica do ar

5. compressão expansão elemento de fluido a oscilar posição de equilíbrio Ondas Sonoras • Equação do movimento ondulatório das ondas sonoras

6. Ondas sonoras progressivas

7. Interferência • A interferência de duas ondas sonoras de mesmo comprimento de onda que passam pelo mesmo ponto depende da diferença de fase entre as duas nesse ponto. • Se as ondas sonoras emitidas em fase e se propagam aproximadamente na mesma direção então:

8. Ondas Sonoras • Interferência • Construtiva • Destrutiva

9. Intensidade e Nível Sonoro A intensidade I de uma onda sonora em uma superfície é a taxa média por unidade de área com a qual a energia contida na onda atravessa a superfície ou é absorvida pela superfície.

10. Nível sonoro em Decibéis Io : limiar de audição

11. Tempo Ondas Sonoras • Interferência • Batimentos ocorre quando duas ondas de frequencias ligeramente diferentes são detectadas simultaneamente.

12. Ondas estacionárias em tubos • Podem ser produzidas em tubos com as duas extremidades abertas. • E também com apenas uma extremidade aberta.

13. Ondas Sonoras • Ondas sonoras estacionárias (ressonância) • Tubo aberto dos dois lados • Tubo aberto num dos lados com n = 1, 2, 3, … com n = 1, 3, 5, …

15. O Efeito Doppler É a mudança da frequência observada de uma onda quando a fonte ou o detector está se movendo em relação ao meio onde a onda está se propagando.

16. No caso do som, a frequência observada f’ está relacionada à frequência f da fonte através da equação:

17. Onde: • VD : é a velocidade do detector em relação ao meio. • VS : é a velocidade da fonte. • V : é a velocidade do som no meio. Os sinais são escolhidos para que f’ tenda a ser maior para os movimentos de aproximação e menor para os movimentos de afastamento.

18. vS vD vS vD vD vS vD vS

19. Ondas Sonoras • Efeito Doppler Regra: quando o movimento do detector e da fonte são de aproximação o sinal nas suas velocidades deve resultar num aumento da frequência. Caso se afastem, o sinal das suas velocidades deverá dar uma diminuição da frequência

20. LEMBRAR • O som é uma onda mecânica • A luz é uma onda eletromagnética • O som não se propaga no vácuo • A luz pode se propagar no vácuo • Todas as ondas eletromagnéticas são transversais • As ondas mecânicas podem ser longitudinais, transversais ou mistas • A luz é uma onda transversal • O som nos fluidos é uma onda longitudinal • A velocidade do som no ar é de 343 m/s quando t = 20º C. • A velocidade da luz no vácuo é de 3. 105 km/s ou 3. 108 m/s

21. Exercícios

22. Numa experiência para determinar a velocidade do som, dois observadores colocaram-se a uma distância de 5,0 km um do outro, munidos de um revólver e um cronômetro. O observador em A acionou seu cronômetro no instante em que viu o clarão do disparo do revólver de B, tendo registrado que o som levou 15,5 s para chegar ao seu ouvido. Em seguida , A atirou e B registrou o tempo de 14,5s até ouvir o estampido. Calcule a velocidade do som e a componente da velocidade do vento ao longo da linha AB.