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SOM (versão 1.0)
Prof. Neemias Alves de Lima
Colegiado de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais
UNIVASF
1
Ondas sonoras são os mais importantes exemplos de ondas longitudinais.
PRODUZINDO UMA ONDA SONORA
Região de
alta-densidade
Região de
baixa-densidade
Diapasão
Ondas longitudinais se propagando no ar
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CARACTERÍSTICAS DE ONDAS SONORAS
Ondas audíveis: 20 a 20000 Hz
Categorias
Ondas infrasônicas: < 20 Hz (Ex. ondas sísmicas)
Ondas ultrasônicas: > 20000 Hz (Ex. alguns tipos de morcegos)
APLICAÇÕES DO ULTRASOM
Ondas ultrasônicas = ondas sonoras com freqüências maior do que 20 kHz = comprimentos de ondas pequenos
Produzir imagens de objetos pequenos por reflexão e absorção de ondas ultrasônicas
Aplicações na medicina: f >= 1 MHz
Embora mais seguros do que os raios-x, suas imagens nem sempre tem muito detalhe,
Por outro lado, alguns orgãos são invisíveis aos raios-x mas podem ser visto com o ultrasom.
3
VELOCIDADE DO SOM
- A velocidade do som no ar em condições normais é: 343 m/s = 1234 Km/h
- O som para se propagar sofre influência do meio e da temperatura:
Meio
Temperatura (°C)
Velocidade (m/s)
ar
0
331,4
hidrogênio
0
1286
oxigênio
0
317,2
água
15
1450
chumbo
20
1230
alumínio
20
5100
cobre
20
3560
ferro
20
5130
granito
0
6000
borracha vulcanizada
0
54
4
ENERGIA E INTENSIDADE DE ONDAS SONORAS
Intensidade de uma onda = Energia que flui por uma seção transversal de área A por unidade de tempo.
potência
Níveis de Som em Decibéis
Limiar da audição humana
(p/ 1000 Hz)
Avião a jato ligado 150 dB
Escala logarítmica para níveis de som:
Sirene, concerto de rock 120 dB
Unidade em decibéis (dB)
Ruído de tráfego 80 dB
Níveis >
Pressão alta
Ansiedade
Irritabilidade
Conversação normal 50 dB
Mosquito zunindo 40 dB
(intensidade sonora dolorosa)
5
Limiar da audição 0 dB
O que eles têm em comum?
Bill Clinton
Pete Townsend (The Who)
iPod nível de
som
Tempo adequado
70%
4.6 horas/dia
80%
90 minutos/dia
95%
5 minutos
6
ONDAS ESFÉRICAS E ONDAS PLANAS
Onda esférica
Raios
Frente da onda
Frentes da onda
Fonte
Bem distante da fonte....
Frente de
onda plana
Raio
O EFEITO DOPPLER
Alta freqüência
O observador “percebe” uma freqüencia alta quando o trem
se aproxima dele.
Baixa freqüência
O observador “percebe” uma freqüencia baixa quando o trem se afasta dele.
Observador parado e fonte em movimento
Em repouso
Fonte S se aproximando do observador O parado
O
Carro de bombeiros se movendo
(fonte indo na direção do observador)
Observador em movimento e fonte parada
(observador indo na direção da fonte)
ATENÇÃO!!!
Caso geral:
Sinais dependem das direções dos movimentos
da fonte e do observador:
+ quando vai na direção de ....
- quando vai na direção contrária de ...
APLICAÇÕES DO EFEITO DOPPLER (ALÉM DAS ONDAS SONORAS)
Transmite
Recebe
Superfície
refletora
f’
f
f”
Determina-se a velocidade do automóvel! (Como?)
f’
v
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Foto 1
Foto 2
Foto 3
Foto 4
Satélite - radar
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Efeito doppler de ondas eletromagnéticas
Medida da velocidade com que estrelas e galáxias se
aproximam ou se afastam de nós!
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Medicina
Ultra-som
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