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FUNDAMENTOS 
DA FÍSICA 
FÍSICA 
Parte da ciência que estuda 
os FENÔMENOS DA NATUREZA 
ONDULATÓRIA 
A parte da física que estuda as ONDAS 
ACÚSTICA 
A parte da ondulatória que estuda a ONDA SONORA 
O estudo da ONDA SONORA 
envolve dois aspectos relevantes 
Estuda a onda sonora 
enquanto 
fenômeno físico 
Estuda a sensação 
causada pela 
onda sonora sobre 
o ouvido humano 
ACÚSTICA PSICOACÚSTICA 
Antes de entrarmos no estudo da ondulatória, 
acústica e psicoacústica 
Vamos abordar alguns 
conceitos fundamentais da física 
QUANTIDADES FÍSICAS 
Para que possamos mensurar os fenômenos 
físicos, efetuamos medições 
do que chamamos de GRANDEZAS 
Entende-se por grandeza tudo aquilo 
que pode ser medido, contado 
No nosso dia-a-dia temos situações em que 
relacionamos duas ou mais grandezas 
CORRIDA: quanto maior for a 
velocidade, menor o tempo gasto 
Fundamentais Derivadas 
• Comprimento 
• Massa 
• Tempo 
São aquelas descritas a 
partir das fundamentais 
• Velocidade 
• Aceleração 
• Energia 
• Potência 
• Entre outras 
São expressas em UNIDADES 
E, para que todos os pesquisadores 
pudessem “falar a mesma linguagem”, foram 
criados os SINTEMAS DE MEDIDAS 
Unificam as unidades de cada grandeza 
e a simbologia a ser adotada 
SI 
Sistema Internacional 
• Metro (m) Comprimento 
• Quilograma (kg) Massa 
• Segundo (s) Tempo MAIS ADOTADO 
CGS 
• Centímetro (cm) 
• Grama (g) 
• Segundo (s) 
FSS 
• Pé (ft) 
• Slug (slug) 
• Segundo (sec) 
SISTEMA INGLÊS 
Símbolos sempre em letras minúsculas 
SI 
Sistema Internacional 
• Newton (N) = kg.m/s2 Força 
• Pascal (Pa) = N/m2 Pressão 
• Joule (J) = N.m Energia 
• Watt (W) = J/s Potência 
GRANDEZAS DERIVADAS 
Se o símbolo é homenagem a um cientista, 
então as unidades devem ser representadas 
por letra maiúscula 
MASSA 
É uma grandeza física fundamental associada 
à quantidade de matéria moléculas 
Da massa depende uma das grandezas 
derivadas importantes para compreender o 
comportamento do som, a DENSIDADE 
Mede o grau de concentração de massa 
em determinado volume 
DENSIDADE 
Os meios sólido, líquido e gasoso 
caracterizam-se pela densidade 
Independente da densidade 
corpos ou meios apresentam uma 
propriedade denominada 
ELASTICIDADE 
Att. Não é uma grandeza física como massa e 
densidade e sim uma propriedade física 
ELASTICIDADE 
É a capacidade de um corpo 
ou de um meio material 
de recuperar forma e volume originais, depois 
de sofrer uma deformação por força externa 
deformação 
Posição inicial Posição final 
A deformação pode ser por compressão ou expansão 
deformação 
Posição final Posição final 
A mola é um corpo elástico 
Dizemos então que ... 
T
e
n
d
e
 a
o
 P
o
n
to
 E
q
u
il
íb
ri
o
 
Assim como a mola, o AR também tem 
a propriedade física de elasticidade 
As moléculas de ar 
tendem ao seu ponto de 
equilíbrio, depois de 
terem sido descoladas 
por uma pressão 
Exemplo 
as moléculas de ar 
sofrem aproximação 
Força 
Na expansão rarefação 
Força 
Na compressão 
as moléculas de ar 
sofrem afastamento 
POTÊNCIA, 
INTENSIDADE e PRESSÃO 
Associadas à 
POTÊNCIA 
INTENSIDADE 
PRESSÃO 
 PRODUÇÃO do som 
 TRANSMISSÃO do som 
 RECEPÇÃO do som 
POTÊNCIA acústica (P) 
É característico da FONTE sonora 
Unidade: W (Watt) 
Exemplo: máquinas, pessoas falando 
barras, membranas, placas, cordas ou tubos vibrantes 
É a quantidade de energia transformada na 
unidade de tempo 
P=Ɛ/t 
Medida Absoluta 
É característico do MEIO de propagação 
Unidade: W/m2 Att. NÃO é dB 
Exemplo: ar, água, estruturas 
INTENSIDADE acústica (I) 
É a intensidade de fluxo de energia sonora 
 
I=P/A 
Medida Absoluta 
PRESSÃO acústica (p) 
É característico das estruturas receptoras 
Unidade: Pa (Pascal) 
Exemplo: microfone, ouvido 
É a relação da força aplicada sobre uma 
superfície (ou ponto) e a área da mesma 
p=F/A 
Medida Absoluta 
Os valores absolutos das grandezas acústicas 
potência, intensidade, pressão 
Apresentam-se em uma gama de valores 
ampla demais para operá-los em uma 
ESCALA LINEAR 
ESCALA BEL 
O som que produz desconforto 
 é 1014 vezes mais intenso do que o som 
mais fraco que somos capazes de perceber 
Ou seja, 100.000.000.000.000 
Por Ex.: 
Variações dessa ordem, 
dificultam os cálculos 
A solução é converter o valor numérico 
absoluto escala linear, em logaritmo escala não-linear 
O uso de logaritmo torna os números 
pequenos e fáceis de manipular 
Escala Linear 
0 10 20 30 40 50 
Escala Logarítmica 
10 20 30 40 0 5000 
Muito operada 
A escala logarítmica torna simples 
a representação de valores afastados em 
muitas ordens de grandeza 
A ESCALA BEL é definida a partir 
da função LOGARITMO 
10.log G/Gr 
Portanto, é usual representar as 
magnitudes acústicas nessa escala 
Embora comumente usado na acústica a Ɛ luminosa 
também pode ser medida em Bel 
A escala recebeu esta denominação em 
homenagem à Graham Bell pelos estudos em 
captação, transmissão e recepção do som 
Erre por opção e não por falta de conhecimento: 
Singular: decibel (dB) 
Plural: decibels (dB) 
Att. Decibéis / dBs / DB 
Ainda com o objetivo de trabalhar com 
números menores, convencionou-se a utilizar 
o decibel (dB), décima parte do Bel 
m dm cm mm dam hm km 
B 
dividido por 10 
dB = 0,1. Bel 
(Escala do metro) 
dB 
(Escala Bel) 
A aplicação da escala Bel é mensurar NÍVEIS 
que quando envolvem grandezas acústicas 
são denominados de NÍVEIS SONOROS 
É preciso compreender que níveis são 
MEDIDAS RELATIVAS e não absolutas 
como as grandezas 
NÍVEIS SONOROS 
Estabelecem a RELAÇÃO de uma quantidade 
física com uma determinada REFERÊNCIA 
10.log Q/Qr 
Onde: 
Q é grandeza a ser comparada 
Q é grandeza de referência 
A escala Bel não tem DIMENSÃO 
Análogo à percentagem (%) 
Uma vez que os níveis expressam 
 uma RELAÇÃO 
O deciBel (dB) NÃO é uma unidade 
Pelo simples fato de que não representa 
nenhuma grandeza específica 
Quando a intensidade é expressa em dB, 
tem-se o NIVEL DE INTENSIDADE SONORA 
Quando a pressão é expressa em dB, 
tem-se o NIVEL DE PRESSÃO SONORA 
Nível de Intensidade Sonora NIS 
NIS= 10.log I/I0 
dB NIS mostra quanto uma intensidade 
é maior ou menor do que a intensidade 
de referência 10-12 W/m2 
mínima intensidade de energia audível 
Nível de Pressão Sonora NPS 
NPS= 20.log p/p0 
dB NPS mostra quanto uma pressão 
sonora é maior ou menor do que a 
pressão de referência 20 µPa 
mínima intensidade de energia audível 
Sound Pressure earing Level - SPL 
Nível de Audição NA 
Nível de Sensação NS 
Outros níveis relevantes para a 
fonoaudiologia são: 
Nível de Audição NA 
dB NA mostra quanto uma sensibilidade 
auditiva é maior ou menor do que zero dB 
Hearing Level - HL 
Como assim, zero? Zero... tipo... silêncio ? 
CLARO QUE NÃO 
Sensibilidade auditiva além do silêncio?? 
Um estudo, desenvolvido em uma população 
adulta jovem, mensurou a mínima intensidade 
(dB NPS) capaz de provocar sensação sonora 
Com base na média estatística da população foi 
estabelecida uma medida padrão 
do que seria a audição normal 0dBNA 
Estabelecido para cada frequência testada 
Média 
Se é ... 
ouvem 
melhor ME 
dB (-) dB (+) 
ouvem 
pior ME 
0 dBNA 
 Portanto, algumas pessoas ouvem abaixo 
de zero a -5, -10 ou -15 dB 
 Definitivamente, 0 dB NA 
 NÃO significa ausência de som 
 E sim, que a quantidade de pressão 
acústica que está sendo medida 
é igual a pressão de referência 
Ou seja ... 
 dB (-) significa que a pressão acústica 
que está sendo medida é menor que o 
valor de referência 
 dB (+) significa que a pressão acústica 
que está sendo medida é maior que o 
valor de referência 
Da mesma forma ... 
dB NA mostra o quanto uma sensibilidade 
auditiva difere da média da população 
Com base em um valor 
que representa a audição normal 
Em outra palavras ... 
O Nível de Audição 
é a base da 
Audiometria 
A calibração do 0 dB NA ZERO AUDIOMÉTRICO 
É regulamentada por uma norma internacional 
Criada pela ISO 
International Organization for Standardzation (ISO-1964) 
E, incorporada, 5 anos depois, pela ANSI 
American National Standards Institute (ANSI -1969) 
Frequência (Hz) dB NPS dB NA 
250 25 5 
500 11 5 
1000 7 0 
2000 9 0 
3000 10 0 
4000 9 5 
6000 15 5 
8000 13 0 
Transformação de NPS em NA (ANSI-69) 
Utilizando o fone supra-aural TDH-39 
Nível de Sensação NS 
dB NS é o valor acima do limiar 
auditivo de um indivíduo 
Um som de 60 dB NA 
apresentado a um indivíduo 
com limiar auditivo de 40 dB 
NA, apresenta 20 dB NS 
Ex.: 
 0 dB 
 20 dB 
 40 dB 
 60 dB 
 80 dB 
Limiar 
Som 
NS 
O sons NÃO se propagam livremente pelos meios 
IMPEDÂNCIA ACÚSTICA 
Sofrem resistência à sua passagem 
Pode ser medidas a partir da grandeza 
IMPEDÂNCIA ACÚSTICA 
Z= ρ.c 
Cada meio 
caracteriza-se por uma resistência 
A impedância característica do meio (Z) é 
expressa em função da densidade do meio 
(ρ) e da velocidade do som (c) 
Esta noção é importante 
para compreender a reação de uma onda 
sonora que se propaga 
de um 
meio MENOS 
DENSO 
Para um 
meio MAIS 
DENSO 
Quando a onda contata 
um meio de impedância elevada, uma parte 
 importante da onda será refletida 
Z1 
Meio menos denso 
Z2 
Meio mais denso 
Onda Incidente 
Onda Transmitida 
Onda Refletida 
Pontos críticos do sistema auditivo, nos quais 
as ondas sonoras sofrem maior impedância 
MT 
JO 
A impedância nesse ponto 
está diretamente associada 
à rigidez da MT 
O ponto da MT é especialmente importante 
para a fonoaudiologia 
MT 
MT rígida = >impedância 
+ ondas refletidas 
Imitânciometria 
impedânciometria