o “som do silêncio”, “Som e visão” e colinas musicais vivas com o som da música — Sim, O som está ao nosso redor nas músicas e em nossas vidas diárias.
mas o que exatamente é som e, mais especificamente, o que é energia sonora? Há som se ninguém ouvir? (OK, estamos ficando um pouco filosóficos aqui, mas você pode ver como isso leva a muitas outras perguntas.)
quase todos nós gostamos de certos sons que se deparam com um amplo espectro, seja os Beatles cantando sobre um melro ou a mania ASMR de ruídos silenciosos. Enquanto isso, alguns trabalhadores precisam de proteção contra energia sonora e usam proteção auricular — de pilotos de helicóptero a trabalhadores de plataformas de petróleo usando máquinas pesadas. Vejamos as definições de energia sonora e como nossa compreensão das fontes sonoras ajuda a moldar nosso mundo.
Qual é a definição de energia sonora?
Antes de definir a energia do som, precisamos entender dois tipos principais de energia no universo:
- Potencial de energia, ou energia, que é armazenada em algum lugar
- energia Cinética, a energia de movimento
Essas energias podem ser subdivididas em outras formas de energia. Ainda assim, a energia potencial e cinética continuam sendo os pilares da compreensão da energia. Dê uma olhada em nosso guia sobre energia potencial e cinética para uma visão mais profunda dessas energias.
a energia sonora é uma dessas subdivisões de energia. Uma onda sonora é uma forma de energia mecânica. A energia sonora é a energia liberada pelas vibrações de um objeto-o som é o que você obtém das vibrações. O som viaja como ondas sonoras, que são partículas Vibratórias. E as ondas sonoras podem viajar através de gás, líquidos e sólidos.
Como É Produzida A Energia Sonora?
vamos pegar um tambor bongo e colocá-lo no chão, pronto para ser tocado. Tem energia potencial nesta posição. Agora, vamos bater na pele do tambor com as mãos. Esse movimento da mão é energia cinética.
quando sua mão (energia cinética) atinge o bongo (energia potencial), a cabeça e a pele do tambor do bongo vibram, fazendo com que suas moléculas de ar circundantes vibrem. Eles vibram contra quaisquer moléculas de ar próximas, também, desencadeando uma reação em cadeia de vibração. As moléculas de ar Vibratórias vibram contra partículas vizinhas, depois o próximo conjunto de moléculas e assim por diante, criando uma onda sonora que viaja para fora de sua fonte.
essas moléculas Vibratórias, ou partículas, que vêm de um objeto vibratório, compõem uma onda sonora. Por exemplo, é fácil ouvir a voz de alguém se você falar cara a cara com alguns centímetros no meio-a onda sonora viaja em direção a cada pessoa. Se você dobrar a distância e virar as costas um para o outro, será mais difícil ouvir as vozes faladas um do outro. As ondas sonoras estão se afastando de ambas as pessoas.
as ondas sonoras se movem quando um objeto vibra; isso é chamado de propagação. Ondas sonoras, vibrando as moléculas de ar ao nosso redor, são detectadas pelo ouvido humano, fazendo com que o tímpano vibre. Quanto maiores as vibrações sonoras, mais alto o som-isso é conhecido como intensidade sonora. A intensidade é determinada pela força com que as partículas de ar vibram e mostra quanta energia há em uma onda sonora.
para imaginar como é uma onda sonora, pense em uma onda furtiva feita com um daqueles brinquedos coily de sua infância. Se você mover o Slinky para cima e para baixo ou para a esquerda e para a direita de uma extremidade, criará uma onda contínua que viaja ao longo do Slinky. O mesmo acontece com o som-as vibrações viajam para fora como ondas, indo na mesma direção. O corpo humano pode criar muitos sons diferentes para ajudar a explicar o fenômeno. Você pode bater palmas, cantar, quebrar os nós dos dedos ou até engolir um pouco de água. Todas essas ações produzem diferentes tipos de sons e, portanto, ondas sonoras.
O Som Tem Energia?
Sim, O som tem energia. As ondas de vibração são a energia do som.
como podemos ouvir a energia sonora e as ondas sonoras?
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as ondas sonoras viajam pelo ar, ou líquidos, ou sólidos, e chegam aos nossos ouvidos. As ondas viajam para nossos canais auditivos e, em seguida, seguem para nossos tímpanos e fazem nossos ossículos — três pequenos ossos em nossos ouvidos — vibrarem. A partir daqui, nossos ossículos agora em vibração transferem as ondas sonoras para nossa cóclea. Neste ponto, as chamadas células ciliadas convertem todas essas ondas em sinais que nosso cérebro pode entender e interpretar, ou “ouvir”, o que entendemos como som.
pense em ouvir música. Vamos tocar a mesma música três vezes, mas em condições diferentes. Na primeira vez, ouça – o enquanto está na mesma sala que o aparelho de som. A música deve ser clara enquanto viaja pelo ar. Na segunda vez, faça um banho (divirta-se !) e ouça a música enquanto mantém a cabeça e os ouvidos Debaixo d’água. O som muda porque as ondas sonoras viajam mais rápido Debaixo d’água. E finalmente, Ouça a música em uma sala adjacente, com todas as portas fechadas.
a mesma música soará diferente em cada ambiente porque as ondas sonoras viajam através de cada elemento (ar, água, paredes) de maneiras diferentes.
Quão Alto É O Som?
as ondas sonoras alteram dependendo do volume do som. Quanto maiores as vibrações, mais alto o som e maior a quantidade de energia na onda sonora.
se batermos levemente em nosso tambor bongo, ele produz menos vibrações — e pouco ruído-do que se batermos no tambor com uma colher de pau com todas as nossas forças.
quanto maiores as vibrações, maior a amplitude da onda sonora. A amplitude é a altura da onda sonora. Um som ensurdecedor faz uma enorme onda sonora com alta amplitude, enquanto sons mais silenciosos têm ondas sonoras menores.
tanto o volume quanto o tom afetam o ouvido humano. A energia sonora excessiva – que tem enormes ondas sonoras-pode nos causar fortes dores e nos prejudicar e, em casos extremos, nos tornar surdos.
Por Que Os Sons Têm Tons Diferentes?
como vimos, o ruído de uma onda sonora é determinado por sua altura: quanto maior a onda, mais alto o som. Uma onda sonora também é caracterizada por seu comprimento ou espaço entre o pico de cada onda. Pense na distância entre as ondas regulares que se dobram contra a costa.
ondas sonoras com picos muito próximos produzem sons de tom mais altos. Isso porque eles estão vibrando muito rapidamente. Instrumentos musicais como trombetas têm sons agudos e criam ondas sonoras que estão próximas umas das outras.
por outro lado, as ondas sonoras com picos de ondas ainda mais distantes produzem sons de tom mais baixo. Essas ondas sonoras estão vibrando mais lentamente. Um Oboé ou Fagote são instrumentos musicais com tom mais baixo.
um xilofone ilustra perfeitamente essa diferença de Tom. As barras inferiores, mais pesadas e maiores produzem uma onda sonora mais lenta com maior distância entre elas do que o tom mais alto das barras menores e mais leves.
os Diapasões vêm em diferentes campos e tamanhos. Quanto menor o diapasão, maior o seu tom (assumindo que todos os materiais utilizados são os mesmos), e quanto maior o diapasão, menor o seu tom. Se você acertar o mesmo diapasão duas vezes, uma vez suavemente e uma vez com força, a tentativa mais forte ressoará mais alto porque tem mais energia sonora.
se o tom de um som for muito alto para o ouvido humano, chamamos de ultrassônico. Se for muito baixo, chamamos de infra-sônico. Arquitetos e engenheiros de som estudam viagens sonoras, chamadas acústica, ao projetar salas de concerto, cinemas e em qualquer lugar, o som é essencial. Superfícies duras refletem bem o som, criando ecos, enquanto superfícies mais macias como tapetes absorvem o som, reduzindo o eco.
Como Medimos O Som?
o som é medido em decibéis, também conhecido como seu nível de densidade de energia sonora ou pressão sonora.
Qual é a velocidade do som?
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vários fatores podem afetar a velocidade do som, como a temperatura do ar, o material pelo qual a onda sonora está passando e a frequência da onda sonora, por exemplo.
Na Terra, ao nível do mar, dada uma temperatura do ar de 59 graus Fahrenheit (15 graus Celsius), a velocidade do som é 761.2 mph (1,225 km/h). O som se move mais rápido através do ar mais quente. Como tal, quanto maior for a atmosfera, menor será a velocidade necessária para quebrar a barreira do som.
por exemplo, a primeira aeronave a quebrar a barreira do som e voar em velocidade supersônica foi um avião de pesquisa movido a foguete Bell X-1. Em 14 de outubro de 1947, a aeronave foi rebocada para a atmosfera e liberada. Ele quebrou a barreira sonora (local) a 662 milhas por hora (1.066 km/h).
um boom sônico acontece quando as aeronaves vão mais rápido do que a velocidade do som. Um som como um trovão é ouvido porque o ar é empurrado de lado com grande força, criando uma onda de choque. As partículas de ar deslocadas e pressurizadas se movem para fora em todas as direções, e a liberação de pressão da onda de choque é ouvida como um boom sônico.
Qual é o efeito Doppler?
as ondas sonoras podem pregar peças em seus ouvidos no que é conhecido como efeito Doppler.
por exemplo, um carro que se aproxima de você tem um tom de som alto que diminui depois de passar por você, apesar da produção de ruído do carro não mudar. Se você estivesse sentado no veículo, não notaria nenhuma alteração no ruído do carro. As frequências de comprimento de onda do som do carro permanecem as mesmas durante toda a aproximação e passagem de você.
no entanto, a velocidade do carro à medida que se move em sua direção faz com que as ondas sonoras atinjam seu ouvido a uma taxa ou frequência mais rápida do que o veículo está fazendo. Isso faz com que o tom do motor soe mais alto. O oposto ocorre quando o carro passa por você — as ondas sonoras chegam ao seu ouvido mais lentamente e com uma frequência mais baixa, fazendo com que soe mais baixo.
por que você não consegue ouvir o som no espaço?
o espaço é um vácuo, sem moléculas de ar para que as ondas sonoras vibrem. O som é uma onda mecânica e, portanto, não pode viajar pelo vácuo. Não há moléculas de ar no vácuo que a onda sonora possa vibrar.
podemos torná-lo visual pensando em um estádio cheio de pessoas realizando uma onda de Estádio. As pessoas são as moléculas de ar, e elas se movem – ou vibram – para manter a onda do estádio. As ondas sonoras (a onda do estádio) podem se mover quando há moléculas de ar (pessoas).
não há moléculas de ar (pessoas) no vácuo, então a onda sonora não pode viajar e fazer barulho, assim como não há onda de Estádio sem pessoas.
usos práticos para energia sonora
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a energia sonora não se limita a nos permitir comunicar e ouvir o que está acontecendo ao nosso redor. Gravar som é uma coisa, mas agora podemos usar a energia sonora de várias maneiras para melhorar nosso estilo de vida.
Como A Energia Sonora É Usada?
a energia sonora é uma energia benéfica. No dia-a-dia, a energia sonora nos permite saber quando os telefones estão tocando, ouvir música, se comunicar conversando e ouvir um caminhão de carga buzinando para alertar sobre o perigo. Estes são apenas alguns exemplos de energia sonora.
o ultrassom-vibrações de energia sonora em um tom muito alto para os humanos ouvirem-é fundamental para o campo médico. O ultrassom usa o mesmo método de ecolocalização para mostrar às gestantes seu bebê em desenvolvimento por meio de uma varredura.
o ultrassom também pode quebrar pedras nos rins ou ser usado para escanear órgãos. Enquanto isso, o sonar permite que os navios naveguem e pesquisem os mares, mapeiem o fundo do mar ou procurem navios afundados.
O Sonar Usa Ondas Sonoras?
Sonar significa Sound Navigation and Ranging. O Sonar tem sido usado extensivamente no mar para mapear os oceanos, localizar perigos, pesquisar e muito mais. O Sonar usa ondas sonoras porque as ondas sonoras viajam mais longe na água do que o radar ou a luz. O sonar ativo pulsa ondas sonoras em objetos e” escuta ” ecos que podem ajudar a mapear a área investigada. O sonar passivo envolve “ouvir” ondas sonoras no oceano, como outros barcos ou baleias.
Qual é a diferença entre ondas sonoras e ondas de rádio? Vimos que os sons são feitos de ondas. Quando ouvimos o rádio, ele produz som. Ainda assim, as ondas sonoras e as ondas de rádio são fundamentalmente diferentes umas das outras.
um rádio recebe ondas que são transmitidas. A diferença crítica entre ondas sonoras e ondas de rádio é que a onda de rádio é um tipo de onda eletromagnética. Em contraste, as ondas sonoras são vibrações que fazem uma onda mecânica.
as ondas de rádio também podem viajar através de aspiradores, ao contrário das ondas sonoras. É por isso que satélites como a Voyager 1 se comunicam com a terra usando ondas de rádio.
a energia sonora pode ser convertida em energia elétrica?
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Sim, podemos converter energia sonora em energia elétrica. Um exemplo comum é um microfone. Quando alguém fala ou canta em um microfone, a energia sonora viaja pelo microfone para atingir um diafragma. Por sua vez, o diafragma vibra, movendo um ímã perto de uma bobina. O microfone agora produz um sinal elétrico.
o sinal elétrico do microfone geralmente se dirige a um alto-falante, e o alto-falante converte o sinal elétrico de volta em ondas sonoras. Como resultado, você tem seu concerto, karaokê ou evento de conferência.
a Pesquisa em transformar o ruído em energia elétrica valiosa para aparelhos de energia está em um estágio muito inicial. Como visto com o microfone, é possível, mas a conversão de som em eletricidade em níveis benéficos permanece teórica mais do que prática.
você pode, no entanto, realizar alguns experimentos de levitação acústica bastante impressionantes com ondas sonoras e energia sonora.
Quem Descobriu A Energia Sonora?
vários nomes famosos ajudaram na causa da descoberta da energia sonora.
- o filósofo grego Pitágoras experimentou propriedades de cordas vibrantes já no século VI aC. Aristóteles hipotetizou que as ondas sonoras se propagam no ar através do movimento do ar.
- o engenheiro arquitetônico Romano Vitruvius deduziu com sucesso os mecanismos de transmissão de ondas sonoras no século I aC. Galileu estudou ondas sonoras e acústica nos séculos XVI e XVII, elevando o estudo a um nível científico. O matemático francês Marin Mersenne promoveu o estudo da vibração, fornecendo três leis que formam a base da acústica musical moderna. Robert Hooke, um físico Inglês, foi o primeiro a produzir uma onda sonora com uma frequência conhecida. No final do século 17 e início do século 18, os estudos do físico francês Joseph Sauveur examinaram a relação de ondas, pitch e frequências. Muitos termos acústicos vêm de seu trabalho.
animais e humanos ouvem diferentes ondas sonoras?
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animais e humanos têm diferentes faixas auditivas, o que significa que ouvimos diferentes faixas de ondas sonoras de outras criaturas.
cada espécie tem um alcance auditivo, e muitas vezes alguns desses intervalos são compartilhados. Essas faixas de frequência são medidas em Hertz (Hz) e Kilohertz (kHz).
os humanos podem detectar ondas sonoras de 20 Hz a 20.000 Hz.
como regra geral, mamíferos menores detectam faixas mais altas e animais maiores faixas mais baixas.
um elefante tem um alcance de 16 Hz a 12.000 Hz. Muitos ruídos que eles fazem são indetectáveis para o ouvido humano. O alcance de um gato é de 45 Hz a 64.000 Hz – eles ouvirão coisas na faixa mais alta que humanos e elefantes perderão.
os cães costumam ouvir ruídos agudos aos quais estamos totalmente alheios, porque seu alcance se estende até 45.000 Hz.
a energia sonora molda nosso mundo
a energia sonora é muito mais do que os ruídos auditivos. Usamos nossa audição para dar sentido à energia sonora que nos rodeia.
o velho enigma sobre uma árvore caindo em uma floresta sem ninguém para ouvi — la-isso faz barulho? Compreender a energia sonora significa que você sabe que a árvore que cai faz as partículas de ar vibrarem, mas não faz um som. Ele produz energia sonora, e só faz barulho se você estiver lá para receber as ondas sonoras vibrantes para seu cérebro interpretar como ruído.
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