O Som

Você sabe o que é o som? Quando você fala, as pessoas que estão em variadas  posições próximas a você geralmente podem ouvi-lo.  Você pode experimentar ficar no meio do pátio da escola,  dar um grito e verificar a localização de quem escutou o seu grito.     Esse “espalhamento” do som ocorre porque o som é uma onda que  se propaga de forma semelhante àquelas que se formam na  superfície lisa de um lago quando uma pedra cai ali.  A grande diferença é que se propaga no espaço, em todas  as direções. A produção do som está relacionada com as vibrações  de materiais: ao falarmos vibramos as nossas cordas vocais;  vibramos as cordas de um violão ao tocá-lo, a “pele” de um  tambor é vibrada quando a batucamos, etc.   Das fontes sonoras até as nossas orelhas as vibrações  produzem ondas que se propagam no meio material:  sólido, líquido e gasoso. O som movimenta as moléculas de ar e estas batem uma  nas outras, transferindo, dessa forma, sua energia para  outra molécula. As vibrações transmitidas são  chamadas de ondas sonoras. As ondas sonoras são ondas mecânicas.  O som precisa do meio (a, água, etc.) para ser produzido.  Para além da atmosfera, no espaço, o silêncio é absoluto,  porque no vácuo (onde não há matéria) o som não se propaga. Todo corpo capaz de oscilar ou vibrar tem a sua freqüência  natural de vibração. Isso acontece porque o corpo é constituído  por moléculas que vibram. Essas moléculas vibrando  em conjunto determinam uma freqüência natural de vibração  do corpo. Uma vara de bambu, um copo, uma ponte.  Todos os corpos têm a sua freqüência natural de vibração. Agora, imagine o que acontecerá se, próximo a esses corpos,  for emitido um som exatamente na freqüência natural  de vibração do corpo? A amplitude de vibração das  moléculas vai aumentando, aumentando, aumentando...  E temos a ressonância. O que acontece com o corpo ao entrar em ressonância?  Se for uma estrutura rígida vai acabar rachando! A ressonância é responsável pela sintonia das estações  de rádio e pelo aquecimento dos alimentos no forno de  microondas: as moléculas do alimento entram em  ressonância com as microondas, aumentando a  sua agitação térmica e, portanto, sua temperatura.

Som e sua propagação
O som é definido como a propagação de uma frente de compressão mecânica ou onda longitudinal, se propagando tridimensionalmente pelo espaço e apenas em meios materiais, como o ar ou a água.

Para que esta propagação ocorra, é necessário que aconteçam compressões e rarefações em propagação do meio. Estas ondas se propagam de forma longitudinal.

Quando passa, a onda sonora não arrasta as partículas de ar, por exemplo, apenas faz com que estas vibrem em torno de sua posição de equilíbrio.

Como as ondas sonoras devem ser periódicas, é válida a relação da velocidade de propagação:

A audição humana considerada normal consegue captar freqüências de onda sonoras que variam entre aproximadamente 20Hz e 20000Hz. São denominadas ondas de infra-som, as ondas que tem freqüência menor que 20Hz, e ultra-som as que possuem freqüência acima de 20000Hz.

De maneira que:

A velocidade do som na água é aproximadamente igual a 1450m/s e no ar, à 20°C é 343m/s.

A propagação do som em meios gasosos depende fortemente da temperatura do gás, é possível inclusive demonstrar experimentalmente que a velocidade do som em gases é dada por:

Onde:

k=constante que depende da natureza do gás;

T=temperatura absoluta do gás (em kelvin).

Como exemplo podemos tomar a velocidade de propagação do som no ar à temperatura de 15° (288K), que tem valor 340m/s.

Exemplo:

Sabendo que à 15°C o som se propaga à 340m/s, qual será sua velocidade de propagação à 100°C?

Lembrando que:

15° = 288K

100° = 373K

Curiosidades

A partir de hoje iremos aqui apresentar uma rubrica com curiosidades, dividida em três partes: "Som e o Cérebro" (influencia e nocividade do som na saúde física/mental), "Som e a Natureza" (importância que o  som tem para animais e plantas), "Som e o Mundo" (a importância e as aplicações do som no mumdo)

Som e o Cérebro

Porque é que não ouvimos um tambor numa discoteca mas ouvimos o nosso colega? O cérebro tem a capacidade de isolar sons que considera importantes e, a comunicação entre seres Humanos (60-90 Db) é tão importante que o cérebro evoluiu de forma  a ouvi-la em ambientes ruidosos (50-125 Db)

Som e a Natureza

No Mundo animal o som é importante para morcagos voarem (ultrasons), golfinhos nadarem, pica-paus caçarem e toupeiras se protegerem...

Som e o Mundo

Já está a ser investigado e utilizado os ultrasons na detecção de cancro e outros, de forma semelhante ao estudo da Terra através de ondas sismicas . Ao contrário das máquinas te TAC, este método não emite radiação nociva para pacientes e médicos.

Som e o Cérebro

Se uma pessoa gritasse durante 8 anos, 7 meses e 6 dias, teria produzido energia suficiente para aquecer uma xícara de café.

Som e a Natureza
Camarão pistola: É um camarão que tem uma pinça extremamente forte, capaz de produzir, através do ultra-somdo impacto entre as garras, uma bolha de ar de mais de 100km/h e 9900ºC!

A erupção do vulcão Krakatoa, na Indonésia, em agosto de 1883, emitiu um som que viajou dez vezes mais longe do que o som de uma explosão nuclear. O barulho partiu da ilha de Java, na Indonésia, e foi ouvido na ilha Rodrigues Maurício, a 4800Km de distância.Som e o Mundo 

Pesquisadores alemães desenvolveram uma técnica que combina luz e ultra-som para visualizar proteínas fluorescentes incorporadas no interior de tecidos vivos, em animais vivos, a vários centímetros de profundidade.

A companhia japonesa Toyooka Chuo Seika começou a vender as “Bananas Mozart” em supermercados da província de Hyogo. As frutas, de acordo com a empresa, são amadurecidas ao som de músicas do compositor clássico Wolfgang Amadeus Mozart. As bananas, produzidas nas Filipinas, passam uma semana em uma câmara de amadurecimento japonesa. O local é aparelhado com alto-falantes que tocam o “Quarteto de cordas n.17″, o “Concerto de Piano 5 em Ré Maior”, entre outras obras.

Som e o Mundo

Barreira do Som

A resistência da água a um barco em andamento é tanto maior, quanto maior a velocidade deste, pois a velocidade de navegação começa-se a aproximar da velocidade a que a água se consegue desviar. O mesmo se passa com o ar, quando um avião atinge a “velocidade do som”  o ar não se consegue desviar da fronte do avião pelo que forma um muro onde a densidade do ar é muito maior á normal.

Em 1923, o Americano Charles Yeager ultrapassou pela primeira vez a barreira do som a bordo do avião  Bell X-1 experimental.

O maior som já emitido por um ser humano

1º O ser humano que é considerado o mais barulhento do mundo é uma mulher, a professora Jill Drake. Drake nasceu na Inglaterra e conseguiu atingir o marco de incríveis 129 dB! Para atingir esses 129 dB, bastou dar um grito. O grito foi tão alto que está registado no livro dos recorde do Guiness, e foi registrado há dez anos, e até hoje ninguém conseguiu superar a marca!

2º O segundo maior som foi emitido por um homem chamado Marco Ferrera. Marco nasceu nos Estados Unidos e soltou um assobio que chegou a 125 dB – o que equivale ao barulho que um avião a jacto emite durante o processo de decolagem.

3º O terceiro lugar deste ranking vai para uma mulher chamada Annalisa Wray, de origem britânica, e que conseguiu gritar a palavra “Silêncio” e atingir incríveis 121,7 dB.

Outros registos interessantes:

Por incrível que pareça, um simples estalar com a  língua foi o suficiente para que um homem chamado Kunal Jain, nascido no Canadá, atingisse a marca de 112,2 dB!

Um homem chamado Bob, que nasceu nos Estados Unidos, conquistou o titulo de campeão da categoria ao estalar os dedos e atingir 108 decibéis!

Um grupo de 40 homens e mulheres com idades compreendidas entre os 51 e os 87 anos, foram submetidos a uma cirurgia num hospital de Nova Iorque. Metade dos pacientes recebeu um mp3 para utilizar durante a cirurgia, podendo escolher a música que queriam ouvir, enquanto a outra metade não ouviu música durante a cirurgia. A pressão arterial foi medida antes da cirurgia (ambos os grupos apresentavam níveis de ansiedade elevados), e depois do início do procedimento, aqueles que ouviram música voltaram ao nível normal de pressão cinco minutos depois. Os que não escutaram música mantiveram níveis de pressão elevados durante toda a cirurgia.