Acústica: Ondas Sonoras e Percepção Humana

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INTRODUÇÃO
• É o segmento da Física que interpreta o 
comportamento das ondas sonoras audíveis 
frente aos diversos fenômenos ondulatórios. 
ONDA SONORA: Onda mecânica, longitudinal 
e tridimensional. 
ALTURA DO SOM
• Qualidade que permite diferenciar som grave 
e som agudo.
• A altura de um som depende apenas de sua 
freqüência. 
Onda sonora
• Y(x,t)=Asen(wt-kx)
– Onda se propaga no sentido +x
– Desloca-se paralelamente à direção de 
propagação da onda
– A = deslocamento máximo da partícula a 
partir da posição de equilíbrio.
Flutuação instantânea da 
pressão
P(x,t) fornece a 
diferença entre a 
pressão da onda e a 
pressão da atmosfera
Flutuação instantânea da 
pressão
P(x,t) fornece a 
diferença entre a 
pressão da onda e a 
pressão da atmosfera
Y2> Y1 diminui a pressão 
aumenta o volume
Y2< Y1 aumenta a pressão 
 diminui o volume
Flutuação instantânea da 
pressão
• A flutuação de pressão depende da 
variação d deslocamento:
• Como B=-p(x,t)dv/v:
Flutuação instantânea da 
pressão
Percepções das ondas sonoras
• Para uma dada frequência quanto maior 
for a amplitude da pressão de uma onda 
sonora maior será a intensidade sonora.
• Depende de vários fatores:
• Saúde do ouvido, 
• Sensibilidade
• Um som a uma dada frequência pode 
aparecer mais forte do que o outro com 
amplitude igual e frequência diferente.
• A frequência sonora é o fator que 
determina a ALTURA do som, permitindo 
assim distinguir “agudo” de “grave”.
Percepções das ondas sonoras
• “agudo” “grave”
Percepções das ondas sonoras
Maior frequência menor frequência (Amplitude igual)
TIMBRE
• Está relacionado à forma da onda.
• Permite distinguir dois sons de mesma altura 
e mesma intensidade, emitidos por fontes 
distintas. 
Timbre
• Dois sons iguais produzidos por objetos 
diferentes possuem a mesma frequência 
fundamental, logo possuem a mesma 
altura, porem são percebidas de formas 
diferentes em virtudes da presença de 
quantidades diferentes dos diversos 
harmônicos. 
TIMBRE
FONTES DE ONDAS SONORAS
• Cordas Sonoras
1º HARMÔNICO
Som fundamental 
2º HARMÔNICO 
3º HARMÔNICO
CORDAS SONORAS
Ruído
Intensidade do Som
• É a taxa temporal média com a qual a 
energia transportada , por unidade de 
área, através de uma superfície 
perpendicular À direção de propagação da 
onda.
• Logo a Pot é o produto da flutuação da 
pressão pela velocidade da partícula
Intensidade do Som
Intensidade do Som 
Variação da Intensidade com a 
Distância
Escala Decibel
• O nível de intensidade sonora β de uma 
onda sonora é definido:
• Onde I0 é uma intensidade de referência, 
escolhida com valor de 10-¹²W/m², 
aproximadamente no limiar da audição 
humana. 
Batimentos
• O batimento é o resultado da interferência 
de ondas ou sinais de freqüências 
próximas. A superposição dos sinais com 
freqüências próximas resulta num sinal 
com freqüência w igual à média das duas 
freqüências, modulado em amplitude por 
uma freqüência igual à metade da 
diferença Dw entre elas.
Batimento
EFEITO DOPPLER
• É o fenômeno pelo qual um observador percebe 
uma freqüência diferente daquela emitida por 
uma fonte, devido ao movimento relativo entre 
eles. 
Aproximação Som percebido é mais alto. 
Afastamento Som percebido é mais baixo.
Efeito Doppler
Fenômeno segundo o qual a frequência do 
som ouvida pelo observador é diferente da 
emitida pela fonte, devido ao movimento 
relativo entre eles.
A frequência percebida pelo observador muda porque as frentes de onda se aproximam na 
direção do movimento. Ela obedece à seguinte expressão:
ACÚSTICA
Ondas em choque
Exercício