Acústica II

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ACÚSTICA II
A Acústica é a parte da Física que estuda as ondas sonoras. Neste resumo abordaremos: 
cordas sonoras, tubos sonoros, timbre do som e sonoridade. 
1. CORDAS SONORAS
São cordas que vibram emitindo algum tipo de som, transmitindo energia sem transporte de 
matéria. Os modos harmônicos podem ser definidos pelas várias frequências de ressonância que 
uma corda pode ter. Quando é feita uma perturbação em uma corda esticada, o pulso ou onda irá 
se propagar por todo o comprimento da corda e quando atingir os seus extremos, o pulso ou onda 
será refletida (com ou sem inversão de fase) sucessivamente. Assim se configura uma onda 
estacionária, que pode ser definida pelo encontro de ondas periódicas de mesma frequência e 
amplitude.
Abaixo, podemos analisar os possíveis modos harmônicos de uma corda sonora. As 
extremidades (nós) não vibram.
Entre dois nós (pontos sem 
vibração) teremos sempre um ventre, 
poderemos generalizar: 
sendo n o número de 
fusos/ventres.
A frequência será dada por: 
sendo v a velocidade de 
propagação da onda.
E a velocidade será dada por: 
2. TUBOS SONOROS
Assim como as cordas ou molas, o ar ou gás contido dentro de um tubo pode vibrar com 
frequências sonoras. Este é o princípio que constitui instrumentos musicais como a flauta, 
corneta, clarineta, etc. Há uma coluna de ar que vibra ao soprar alguma extremidade. Os tubos 
são classificados como abertos e fechados, sendo os tubos abertos aqueles que têm as duas 
extremidades abertas (sendo uma delas próxima à embocadura) e os tubos fechados que são os 
que têm uma extremidade aberta (próxima à embocadura) e outra fechada. Suas vibrações 
podem ser estudadas por ondas estacionárias. Em uma extremidade aberta o som reflete-se em 
fase, formando um ventre (interferência construtiva) e em uma extremidade fechada ocorre 
reflexão com inversão de fase, formando-se um nó de deslocamento (interferência destrutiva).
2.1. Tubos Abertos 
As maneiras de vibrar podem, partindo destes 
exemplos, ser generalizadas como:
 
E a frequência dos harmônicos será dada por: 
Como n não tem restrições, no tubo aberto, 
obtêm-se frequências naturais de todos os 
harmônicos.
.
2.2 Tubos Fechados
Considerando um tubo sonoro de comprimento ℓ, cujas ondas se propagam a uma 
velocidade v. Assim as possíveis configurações de ondas estacionárias são: 
As maneiras de vibrar podem, partindo 
destes exemplos, ser generalizadas como:
E a frequência dos harmônicos será 
dada por:
Em um tubo fechado, obtêm-se 
apenas frequências naturais dos harmônicos 
ímpares
3. TIMBRE DO SOM
O timbre é o nome dado a uma característica relacionada ao som que nos permiti 
diferenciá-lo mesmo ele apresentando mesmo ele apresentando frequência igual a um outro som, 
ou seja, é característica peculiar de cada sim. As ondas sonoras não são padronizadas e 
simétricas, cada uma apresenta uma forma característica dependendo do material na qual a mesma 
é produzida, isso define o Timbre do som.
Aplicado ao nosso cotidiano, temos como exemplo, a nota Dó tocada em um violão diverge 
da mesma nota tocada em um teclado ou flauta, ou seja, significa que o timbre dos mesmos são 
diferentes. 
É importante ressaltar que dois instrumentos, como dois violões, de mesmo modelo, podem 
possuir timbres diferentes, devido a alguma alteração de fabricação e posicionamento de peças. 
Como também não é só a forma que diferencia a onda, também temos o envelope sonoro, que diz 
sobre como o som se inicia, se mantém ou se termina ao longo do tempo. O envelope é composto 
de quatro momentos: ataque, decaimento, sustentação e relaxamento.
Timbre dos instrumentos Envelope sonoro
3. SONORIDADE
Quando a mesma onda sonora atinge duas pessoas, as sensações sonoras podem ser 
diferente. Estas sensações podem ser definidas como sonoridade. 
A sonoridade depende da frequência do som e da intensidade sonora. Sendo que 
intensidade sonora é a característica que permite definir se o som é forte ou fraco, dependendo da 
energia que a onda sonora transfere.
A lei psicofísica de Weber-Fechner diz que, a reação do receptor do estímulo é proporcional 
ao logaritmo da intensidade do estímulo. Mas esta lei só é válida para determinar algumas faixas de 
estímulos, já que, para faixas muito altas ou muito baixas ela não é válida.
A sonoridade, a altura, e o timbre são denominadas qualidades fisiológicas do som.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Cordas sonoras. Disponível em: <https://www.colegioweb.com.br/acustica/cordas-sonoras.html>. Acesso em: 
28/09/19, às 10:47.
CARVALHO, Thomas. Harmônica. Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisica/harmonica/>. Acesso 
em: 28/09/19 às 10:59.
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/tubos.php
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/intensidade.php
http://www.sabercom.furg.br/bitstream/1/1576/1/PSICOF%C3%8DSICA1.pdf
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/ondas-sonoras--a-timbre-altura-e-intensidade.htm
https://alunosonline.uol.com.br/fisica/reverberacao-eco.html
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