Em que faixa de frequência podemos afirmar que a onda sonora é audível?

Esta lista de exercícios trata sobre as ondas sonoras, tipo de onda mecânica, longitudinal e que possui propagação tridimensional. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior

(UFSCar - SP) Um homem adulto conversa com outro de modo amistoso e sem elevar o nível sonoro de sua voz. Enquanto isso, duas crianças brincam emitindo gritos eufóricos, pois a brincadeira é um jogo interessante para elas. O que distingue os sons emitidos pelo homem dos emitidos pelas crianças

a) é o timbre, apenas.

b) é a altura, apenas.

c) são a intensidade e o timbre, apenas.

d) são a altura e a intensidade, apenas.

e) são a altura, a intensidade e o timbre.

(Fac. Cultura Inglesa - SP) A cuíca é um instrumento musical, semelhante a um tambor, com uma haste de madeira presa no centro de uma membrana de couro, pelo lado interno. Friccionando a haste com um pedaço de tecido molhado e pressionando a parte externa da cuíca com o dedo, produz-se uma onda sonora de ronco característico. Quando essa onda sonora propaga-se,

a) sua velocidade diminui.

b) sua amplitude aumenta.

c) há transporte de matéria.

d) aumenta a sua frequência.

e) há propagação de energia.

Marque a alternativa correta a respeito das características das ondas sonoras.

a) Quanto menor for a densidade de um meio, maior será a velocidade do som, por isso as ondas sonoras propagam-se com maior velocidade no ar do que na água.

b) A altura é a qualidade do som relacionada à energia emitida pela fonte sonora.

c) Podemos diferenciar os sons de instrumentos musicais distintos, porque cada um produz som em uma frequência característica.

d) O aparelho auditivo humano é capaz de captar apenas um intervalo específico de frequências sonoras.

e) Um som alto significa um som de alto volume.

Determinada fonte produz ondas no ar com comprimento de onda igual a 2 mm. Assinale a alternativa que traz a informação correta a respeito dessas ondas.

Dados: Se necessário, adote a velocidade de propagação das ondas sonoras através do ar como sendo igual a 340 m/s.

a) As ondas sonoras são audíveis para o ser humano.

b) As ondas sonoras são inaudíveis, pois possuem frequência abaixo do valor mínimo perceptível pelo ouvido humano.

c) As ondas sonoras são inaudíveis, pois possuem frequência acima do valor máximo perceptível pelo ouvido humano.

d) As ondas sonoras são inaudíveis, pois o comprimento de onda é maior que a largura do tímpano.

e) Todas as alternativas estão incorretas.

respostas

Letra E

Quanto à altura, o som emitido pelas crianças é mais agudo que aquele emitido pelos adultos. Ao gritar, as crianças certamente produziram sons mais intensos. O formato das ondas produzidas por uma criança é diferente daquele produzido por um adulto, logo, pode-se entender que os timbres são distintos.

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Letra E

Ondas são perturbações, geradas no espaço, capazes de transportar energia.

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Letra D

O ouvido humano somente pode perceber frequências sonoras compreendidas entre 16 Hz e 20 kHz.

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Letra C

Por meio do princípio fundamental da ondulatória, pode-se determinar a frequência das ondas emitidas. Para fazer isso, o comprimento de onda deve estar em metros (0,002 m).

O valor encontrado é superior ao máximo valor percebido pelo ouvido humano, que é de 20.000 Hz, por isso essas ondas são inaudíveis.

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Como muitos já sabem, uma onda sonora é gerada pela vibração dos corpos. Podemos citar como fontes de ondas sonoras as nossas cordas vocais, as cordas de uma guitarra ou as vibrações da coluna de ar no interior de uma flauta. Um objeto que cai ou o barulho do motor de uma moto que está passando na rua também são fontes de ondas sonoras, mas nesse caso essas fontes não são geradoras de som, mas sim, de ruídos.

Quando ouvimos alguma música ou a voz de uma pessoa durante uma conversa, somos capazes de distinguir algumas qualidades do som. O som emitido por um contrabaixo é mais grave do que o som emitido por um violino, ou seja, é possível distinguir a altura do som desses dois instrumentos. Também podemos distinguir a intensidade do som: quando escutamos uma música que nos empolga, é muito comum aumentarmos o volume do aparelho de som. E, por último, sabemos muito bem diferenciar o som emitido por instrumentos musicais diferentes, pois eles possuem timbres diferentes.

A altura

A altura é a qualidade que nos permite diferenciar os sons agudos dos sons graves: o som alto é um som agudo e o som baixo é um som grave. Imagine a seguinte situação: você está escutando música num volume elevado e alguém pede para que você baixe o som. Se você fosse seguir essa instrução à risca, na verdade não deveria mexer no controle de volume, e sim no controle de graves!

O fator que determina a altura do som é a frequência da onda. Sabemos que o ouvido humano é capaz de captar sons na faixa de frequência que vai de 20 Hz a 20000 Hz. Sons graves, ou baixos, são aqueles que estão na faixa de baixa frequência, enquanto que sons agudos, ou altos, são aqueles que possuem suas ondas com uma frequência de vibração alta.

O timbre

Quando escutamos um conjunto musical é possível distinguir os sons emitidos por cada instrumento que faz parte da banda, assim como também é possível distinguir o som emitido pelas vozes das pessoas com quem conversamos. A qualidade que nos faz distinguir os sons de diversas origens é definida como timbre.

A diferença no timbre de diversos sons vem do fato de que as ondas sonoras possuem formatos diferentes. Exemplificando: a forma da onda sonora emitida por um violino é diferente da forma da onda sonora emitida por uma flauta, mesmo que esses dois instrumentos estejam emitindo a mesma nota musical. Observe a diferença entre a forma da onda sonora de um piano e de uma clarineta correspondente à nota dó. As figuras foram obtidas através de um osciloscópio.

A intensidade sonora

A intensidade sonora está associada àquilo que nós comumente chamamos de volume. A diferença entre um som intenso - ou forte - e um som fraco vem da amplitude de vibração da onda. Quanto maior a amplitude da onda, maior a pressão que a onda irá exercer no ar. Isso faz com que os nossos tímpanos vibrem de maneira mais intensa. A intensidade de qualquer onda é dada pela expressão matemática a seguir.

Essa expressão define que a intensidade de uma onda é dada pela potência da fonte dividida pela área da superfície que está recebendo a onda sonora. No Sistema Internacional, a intensidade de uma onda sonora é dada pela unidade W/m2.

O limiar da audição humana é dado por uma intensidade de 10-12 W/m2, mas normalmente não se usa o W/m2 para medição da intensidade sonora.

Para se medir a intensidade sonora ou a sonoridade usa-se o bel ou o decibel, mas no cotidiano ouvimos falar mais do decibel. O cálculo da sonoridade em decibéis é dado por uma expressão logarítmica que é conhecida como lei de Weber-Fechner. Mas não é preciso conhecê-la para entender a conversão de W/m2 em decibel.

O valor 10-12 W/m2 é definido como intensidade sonora de referência e é chamada de 0 bel. A sonoridade de 1 bel, ou 10 decibéis, corresponde a um som 10 vezes mais intenso ao som de 0 bel. Sendo assim, 10 dB correspondem a uma intensidade de 10-11 W/m2.

Se tivermos um som de 20 decibéis, então temos um som 100 vezes, ou seja, 102 vezes, mais intenso que a sonoridade de referência e isso corresponde a uma intensidade de 10-10 W/m2. Usando o mesmo raciocínio, 30 decibéis correspondem a um som 103 vezes mais intenso que o limiar da audição e a uma intensidade de 10-9 W/m2. A lei de Weber-Fechner está representada no quadro abaixo.

Nesse quadro, N é o nível sonoro, medido em decibéis, I é a intensidade sonora em estudo e Irefé a intensidade de referência, que vale 10-12 W/m2. Na tabela abaixo estão alguns níveis sonoros de destaque.

Qual é a faixa de frequência do som audível?

Em que faixa de frequência podemos afirmar que a onda sonora é audivel?

O que diferencia uma onda sonora audível?

Porque nem todo nível sonoro com frequência de 20 Hz é audível?