1 Natureza do som
O som é uma onda mecânica longitudinal: as moléculas do ar (ou outro meio) oscilam paralelamente à direção de propagação, criando regiões alternadas de compressão (maior pressão) e rarefação (menor pressão).
No vácuo, não há moléculas para transmitir a oscilação — o som não se propaga no vácuo. Explosões no espaço são silenciosas. Apenas ondas eletromagnéticas (luz, rádio) se propagam no vácuo.
2 Velocidade do som
A velocidade do som depende do meio de propagação:
| Meio | Velocidade (m/s) | Condições |
|---|---|---|
| Ar seco | 331 | 0 °C |
| Ar seco | 343 | 20 °C |
| Água do mar | 1522 | 20 °C |
| Água doce | 1480 | 20 °C |
| Alumínio | 5100 | 20 °C |
| Ferro/Aço | 5000–5960 | 20 °C |
| Vidro | ~5640 | 20 °C |
No ar, a velocidade do som aumenta com a temperatura: v ≈ 331 + 0,6·T(°C) m/s. A 20 °C: v ≈ 343 m/s. Em vestibulares, usa-se frequentemente v = 340 m/s. Sólidos conduzem o som muito mais rapidamente que o ar — por isso você ouve o trem pelo trilho antes de ouvi-lo pelo ar.
3 Características fisiológicas do som
Relacionada à frequência. Som agudo = alta frequência. Som grave = baixa frequência. O ouvido humano detecta de 20 Hz a 20 kHz.
Relacionada à amplitude (energia por área). Medida em decibéis (dB). Independe da frequência.
Qualidade que distingue a mesma nota em instrumentos diferentes. Determinado pela composição de harmônicos (forma da onda).
4 Nível sonoro — decibéis
A intensidade sonora I (W/m²) é convertida para decibéis usando escala logarítmica, pois o ouvido humano percebe intensidade de forma logarítmica:
| Som | Nível (dB) | Intensidade (W/m²) |
|---|---|---|
| Limiar da audição | 0 | 10⁻¹² |
| Folhas ao vento | 10 | 10⁻¹¹ |
| Conversa normal | 60 | 10⁻⁶ |
| Tráfego intenso | 80 | 10⁻⁴ |
| Show de rock (próximo) | 110 | 10⁻¹ |
| Limiar da dor | 130 | 10 |
| Motor a jato (perto) | 150 | 10³ |
5 Infrassom e ultrassom
| Faixa | Frequência | Exemplos e aplicações |
|---|---|---|
| Infrassom | < 20 Hz | Terremotos, baleia azul (comunicação), elefantes, vento em turbinas |
| Audível (humano) | 20 Hz – 20 kHz | Música, voz, sons do ambiente |
| Ultrassom | > 20 kHz | Ecografia médica, sonar de morcego/golfinho, limpeza ultrassônica, defeito em solda |
Morcegos emitem pulsos de ultrassom (20–100 kHz) e detectam o eco para se orientar e caçar — é a ecolocalização. Golfinhos usam frequências até 150 kHz. O sonar naval funciona com o mesmo princípio: mede o tempo de ida e volta do pulso para calcular a distância do fundo ou de submarinos.
6 Calculadora
🧮 Nível sonoro: β = 10·log(I/I₀)
Deixe um campo em branco para calcular. I₀ = 10⁻¹² W/m²
7 Resumo
O que você aprendeu
- Som: onda mecânica longitudinal. Não se propaga no vácuo.
- Velocidade no ar (20 °C): ~343 m/s. Nos sólidos: muito maior (aço: ~5000 m/s).
- Altura = frequência; Intensidade = amplitude; Timbre = forma da onda (harmônicos).
- Nível sonoro: β = 10·log(I/I₀). Escala logarítmica em dB. Cada +10 dB → 10× a intensidade.
- Infrassom: < 20 Hz. Audível: 20 Hz – 20 kHz. Ultrassom: > 20 kHz.