Acústica: Propriedades do Som

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Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais 
CEFET/MG 
Engenharia de Minas 
 
Disciplina: Física Experimental II 
 
 
 
 
ACÚSTICA 
 
 
 
 
Data da realização do experimento: 10/06/2012 
Turma: 4º Eng.de Minas Prof. Responsável: Fernando Jesus de Oliveira 
Aluno: Artur Caixeta Borges 
Uso do Professor 
Nota do 
grupo 
Aluno: Felipe de Paulo 
Uso do Professor 
Aluno: Lucas Bernardes 
Uso do Professor 
Aluno: Victor Leonardo de Oliveira Soares 
Uso do Professor 
Aluno: 
Uso do Professor 
Aluno: 
Uso do Professor 
 
 
Araxá, MG 
2012 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Todos os fenômenos sonoros estão relacionados às vibrações dos corpos materiais. 
Quando escutamos um som é porque um determinado corpo está vibrando, produzindo aquele 
som. Quando falamos o som é emitido pela vibração das cordas vocais; quando batemos em 
um tambor com um pedaço de madeira ou com a própria mão, fazemos esse corpo vibrar 
produzindo o som; quando as cordas de um violão ou violino se movimentam elas vibram e 
emitem sons. 
Todos esses exemplos de corpos materiais são fontes emissoras de som, pois quando 
vibram emitem sons que se propagam no meio material, ou seja, no ar. Esses sons penetram 
no nosso ouvido provocando sensações sonoras. 
O som é uma onda longitudinal, que só se propaga em meios materiais (sólidos, 
líquidos ou gases) e que tem frequência que está compreendida na faixa entre 20 hertz e 20 
000 hertz. Ao contrário do que ocorre com a luz, o som não pode se propagar no vácuo, ou 
seja, não é possível perceber o som se não existir um meio material entre o corpo que vibra e 
o nosso ouvido. 
Todo tipo de onda sofre reflexão, refração, difração e interferência e a onda sonora não 
é uma exceção. Porém uma onda sonora não pode ser polarizada, por ser uma onda 
longitudinal, e não transversal. 
A reflexão do som pode dar origem ao reforço, à reverberação ao ainda ao eco. 
A ocorrência desses fenômenos se dá pela percepção humana dos fatos, por exemplo, 
ao pisarmos em um caco de vidro ou ao batermos o braço em uma parede, mesmo após o 
termino do estímulo sentimos dores ou incômodos múltiplos. Estes fenômenos sonoros 
ocorrem por que o ouvido humano só consegue captar e processar (ou seja, distinguir) sons 
que são produzidos em um intervalo maior que 0,1s (um décimo de segundo). 
Se o obstáculo que refletir o som estiver muito próximo, o som produzido e o refletido 
chegam ao ouvido ao mesmo tempo (intervalo muito pequeno), o ouvinte então perceberá um 
som mais forte, pois o som emitido foi reforçado pelo refletido, a isso se da o nome de 
reforço. 
Quando o obstáculo está um pouco mais afastado, de modo que a som emitido e o som 
refletido têm um intervalo de tempo menor que 0,1s, ocorre o fenômeno da reverberação. 
Nesse caso ao receber dois estímulos do mesmo tipo em menos de 0,1s o ouvinte tem a 
sensação que o som ainda não foi extinto. Fenômenos deste tipo são importantes em 
auditórios, para que o ouvinte sinta-se mais seguro do que ouviu. 
Interferência é a superposição de duas ou mais ondas resultando em uma nova forma 
de função de onda, que é igual à soma algébrica das funções de ondas individuais. No caso 
das ondas sonoras, a interferência é chamada construtiva quando a onda resultante possui 
amplitude (volume) maior do que os pulsos iniciais. É chamada de destrutiva quando possui 
menor amplitude. Os casos extremos de interferência ocorrem quando, para um determinado 
ponto, há superposição de duas cristas ou dois vales (interferência completamente construtiva) 
ou superposição de uma crista e um vale (interferência completamente destrutiva). 
 
1.1. OBJETIVOS 
Ao final do experimento o grupo de estudo será capaz de identificar as propriedades de 
uma onda sonora. Tomar conhecimento mais detalhado sobre a reverberação do som 
incidente, além de tomar conhecimento das propriedades da interferência sonora. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. MATERIAL E MÉTODO 
2.1. MATERIAIS 
2.1.1. FONTES SONORAS – SOM MUSICAL E RUÍDO – QUALIDADES 
FISIOLÓGICAS DO SOM 
 Oscilador de áudio; 
 Conjunto alto-falante em haste vertical com tripé e sapatas niveladoras amortecedoras; 
 Frequencímetro digital carboneira; 
 Folha de papel. 
 
2.1.2. REVERBERAÇÃO DO SOM 
 Oscilador de aúdio; 
 Conjunto alto-falante em haste vertical com tripé e sapatas niveladoras amortecedoras. 
 
2.1.3. INTERFERÊNCIA SONORA 
 Oscilador de áudio; 
 Conjunto alto-falante em haste vertical com tripé e sapatas niveladoras amortecedoras; 
 Frequencímetro digital carboneira; 
 Chave dupla de desvio; 
 Conjunto com trombone acústico; 
 Estetoscópio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.2. MÉTODO 
2.2.1. FONTES SONORAS – SOM MUSICAL E RUÍDO – QUALIDADES 
FISIOLÓGICAS DO SOM 
Ligar a chave geral do oscilador de áudio e do frequencímetro e selecionar a resolução 
do frequencímetro para 1Hz com fundo de escala em 1 MHz. Selecionar a faixa de 
frequências F1 para o seu menor valor e em seguida ajustar a frequência para ± 260 Hz. 
Realizar a regulagem de um volume cômodo do som e encostar uma folha de papel na 
parte frontal do alto-falante pressionando levemente a parte central. 
Após o feito, eleve lentamente o volume do alto-falante e torne a diminuir em seguida 
e observe o comportamento do frequencímetro. 
Por fim gire o seletor de faixas de frequências para as posições F2 e F3 parando 
brevemente em cada estágio. Volte a posição F1 e varie lentamente a frequência da faixa F1. 
 
2.2.2. REVEBERAÇÃO DO SOM 
Ligar a chave geral do oscilador de áudio e do frequencímetro e selecionar a resolução 
do frequencímetro para 1Hz com fundo de escala em 1 MHz. Selecionar a faixa de 
frequências F2 para o seu menor valor em seguida ajuste a frequência para ± 650 Hz. 
Realizar a regulagem de um volume cômodo do som e girar o alto-falante contra a 
parede. 
2.2.3. INTEFERÊNCIA SONORA 
Ligar a chave geral do oscilador de áudio e do frequencímetro e selecionar a resolução 
do frequencímetro para 1Hz com fundo de escala em 1 MHz. Selecionar a faixa de 
frequências F3 para o seu menor valor em seguida ajuste a frequência para ± 1500 Hz. 
Realizar a regulagem de um volume cômodo do som e modificar a resolução do 
frequencímetro para 0,1 Hz. 
Deixar uma distância de aproximadamente 20 cm entre o receptor do trombone e o 
alto-falante. Colocar o estetoscópio e o acomodar de maneira que capte bem o som. Regular o 
volume de modo que apenas o som emitido seja escutado. 
Movimente a parte móvel do trombone lentamente para cima e para baixo. Localizar 
um caso em que a rarefação de uma coincida com a compressão da outra provocando uma 
interferência destrutiva. 
Calcule o comprimento de onda do som incidente através da diferença de altura entre 
dois pontos do fenômeno observado anteriormente, e por fim, determine a velocidade de 
propagação do som no meio em estudo. 
2.3. MONTAGEM 
2.3.1. FONTES SONORAS – SOM MUSICAL E RUÍDO – QUALIDADES 
FISIOLÓGICAS DO SOM 
A montagem da aparelhagem para esta parte do experimento se deu conforme figura a 
seguir: 
 
O posicionamento da folha de papel junto ao alto-falante foi o seguinte: 
 
 
2.3.2. REVERBERAÇÃO DO SOM 
Os instrumentos do experimento foram dispostos da seguinte forma: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.3.3. INTEFERÊNCIA SONORA 
Os aparelhos foram montados conforme figura a seguir: 
 
 O trombone foi sinalizado de acordo com a imagem a seguir:3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
3.1. FONTES SONORAS – SOM MUSICAL E RUÍDO – QUALIDADES 
FISIOLÓGICAS DO SOM 
Com a frequência ajustada em 261 Hz e um volume com uma intensidade cômoda, após 
colocar a folha de papel na parte frontal do alto-falante percebemos que a mesma passou a 
sofrer uma intensa vibração. O que foi observado nessa parte do experimento foi que o som se 
propaga em forma de ondas, que essas não transmitem matéria, e sim, apenas energia. 
Percebemos que ao colocar o papel em frente ao alto-falante o som passa a ser mais alto 
e mais desagradável. 
As vibrações audíveis desagradáveis ao ouvido recebem o nome de ruído, enquanto as 
agradáveis são denominadas como musical. 
Ao aumentar e abaixar o volume do alto-falante foi notado que o volume não interfere 
na frequência do som, mas que, quanto maior o volume, mais desagradável passa a ser o som. 
Foi notado que quanto mais alto o som maior será a altura da onda sonora. 
Ao modificar as faixas da aparelhagem vemos que som fica mais agudo da Faixa 1 para 
a Faixa 3, sendo a Faixa 2 um meio termo entre as já citadas. 
Variando a frequência da Faixa 1, vemos que maior a frequência, mais alto e mais 
agudo passa a ser o som transmitido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2. REVERBERAÇÃO DO SOM 
A frequência foi ajustada para 653 Hz com um volume de intensidade cômoda para o 
grupo de trabalho, assim, ao girar o alto-falante contra a bancada foi possível verificar que a 
maioria das ondas é refletida ao atingir o anteparo. 
Ao percorrer pela sala foi verificado que, quanto maior a distância do ouvinte da fonte 
sonora, mais fraco é o som escutado. 
O nome do fenômeno é reverberação que é caracterizado por reflexões múltiplas que, 
além de reforçar o som, prolongam-no durante algum tempo depois de cessada a emissão. Sua 
diferença com o fenômeno do eco é que, na reverberação a onda refletida volta antes da onda 
incidente ter acabado, o que ocorre em distâncias menores que 17 metros, e no eco a onda 
refletida volta depois da onda incidente ter acabado o que ocorre para distâncias iguais ou 
maiores que 17 metros. 
A intensidade da reverberação seria menor se o ambiente possuísse estofados, forração e 
cortinas, pois são feitos de materiais porosos, que possuem maior absorção das ondas. 
Podemos considerar que o tempo de reverberação é o tempo em que o som se apresenta 
audível em um determinado local, que pode ser uma sala de aula, um auditório, um teatro, um 
cinema, enfim, qualquer lugar que possa sofrer influência sonora. Salas de reuniões pequenas 
requerem um tempo de reverberação relativamente curto, no caso de receberem um tempo 
longo de reverberação o discurso pode ser descaracterizado pelo fato de o som chegar após a 
gesticulação do orador. Para grandes salas de palestras e auditórios, um valor maior é 
necessário, porque em uma sala grande, mais distante estarão as pessoas do orador, e será 
necessário um reforço para que o som da fala chegue a todos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.3. INTERFERÊNCIA SONORA 
Com o oscilador na Faixa 3 com frequência de 1500 Hz, ao aproximar o trombone do 
alto-falante vemos que a onda sonora se divide em duas ao passar pelos trajetos IJG e IHG. 
Ao mover a parte móvel do trombone verificamos que o som varia seu volume com 
certa periodicidade. 
Foi detectado o fenômeno de interferência destrutiva no trombone quando sua atingiu 
(31 ± 0,5) mm. 
No caso do encontro de rarefações, o fenômeno observado é o de interferência 
construtiva. 
Foi possível determinar pontos de mínimos do trombone denominados , a partir 
disto foi calculado o tamanho do comprimento de onda: 
( ± 0,5) mm ( ± 0,5) mm 
 
29 128 
32 133 
32 131 
31 132 
 
 
 
 
 
A expressão matemática a seguir relaciona a velocidade (do som no meio) com a 
frequência e seu comprimento de onda: 
 
Assim foi determinada sua velocidade de propagação: 
 
 
 
 
 
 
Como já é conhecida, a velocidade do som possui um valor de o que não 
condiz com o determinado experimentalmente, assim utilizamos do método de erro percentual 
para averiguar a informação obtida: 
 
 Para este experimento a margem de erro máxima esperada era no valor de 10%, ou 
seja, os dados obtidos experimentalmente estão fora das expectativas apesar de se 
aproximarem um pouco das mesmas. O grupo credita este erro ao fato de ser difícil obter 
certo padrão na coleta de dados experimentais, já que, a sensibilidade auditiva varia de pessoa 
para pessoa, podendo variar até mesmo entre uma coleta e outra para a mesma pessoa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. CONCLUSÃO 
Neste experimento o grupo foi capaz de verificar em prática algumas propriedades das 
ondas sonoras. 
O grupo de trabalho considerou satisfatório tanto o método utilizado, quanto os 
resultados obtidos, já que, apesar de alguns terem fugido do que expõe a literatura, os dados 
observados foram considerados próximos às expectativas tornando válida a experiência 
realizada. 
Apesar dos erros observados, o grupo conseguiu assimilar com eficiência o conteúdo 
proposto pela atividade, já que as observações realizadas em prática foram fiéis às pesquisas 
realizadas a fim de realizar este relatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
GOMEZ, Osvaldo P.; Física Geral e Experimental I; UNIG - Universidade Iguaçu; FaCET 
– Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas; 2007. 
 
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: LTC, 
2009, v.4, 8.ed. 
 
RAMOS, L. A. M. Física Experimental. Porto Alegre, Mercado Aberto, 1984. 
 
CARVALHO,Thomas. Reverberação. http://www.infoescola.com/fisica/reverberacao/, acesso 
Setembro 2012. 
 
Escola de Comunicações e Artes da 
USP.http://www.eca.usp.br/prof/iazzetta/tutor/acustica/fase/fase.htm, acesso Setembro 2012.