SOM (versão 1.0)

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Prof. Neemias Alves de Lima

Colegiado de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais

UNIVASF

Atenção: Se você quer imprimir estes slide e economizar tinta da impressora... delete as figuras escuras antes!

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Ondas sonoras são os mais importantes exemplos de ondas longitudinais.

PRODUZINDO UMA ONDA SONORA

Diapasão

Região de alta-densidade

Região de baixa-densidade

Ondas longitudinais se propagando no ar

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APLICAÇÕES DO ULTRASOM

CARACTERÍSTICAS DE ONDAS SONORAS

Categorias

Ondas audíveis: 20 a 20000 Hz

Ondas infrasônicas: < 20 Hz (Ex. ondas sísmicas)

Ondas ultrasônicas: > 20000 Hz (Ex. alguns tipos de morcegos)

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.

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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

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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

Escala logarítmica para níveis de som:

Unidade em decibéis (dB)

(intensidade sonora dolorosa)

Níveis > Pressão alta

Ansiedade

Irritabilidade

(p/ 1000 Hz)

Limiar da audição 0 dB

Mosquito zunindo 40 dB

Conversação normal 50 dB

Ruído de tráfego 80 dB

Sirene, concerto de rock 120 dB

Avião a jato ligado 150 dB

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iPod nível de som

Tempo adequado

70% 4.6 horas/dia

80% 90 minutos/dia

95% 5 minutos

Bill Clinton Pete Townsend (The Who)

O que eles têm em comum?

ONDAS ESFÉRICAS E ONDAS PLANAS

Onda esférica

Frente da onda

Fonte

Raio

Raios

Frentes da onda

Frente de onda plana

Bem distante da fonte....

O EFEITO DOPPLER

O observador “percebe” uma freqüencia alta quando o trem se aproxima dele.

O observador “percebe” uma freqüencia baixa quando o trem se afasta dele.

Alta freqüência

Baixa freqüência

Em repouso

Carro de bombeiros se movendoO

Fonte S se aproximando do observador O parado

Observador parado e fonte em movimento

(fonte indo na direção do observador)

(observador indo na direção da fonte)

Observador em movimento e fonte parada

Caso geral:Sinais dependem das direções dos movimentos da fonte e do observador:+ quando vai na direção de ....- quando vai na direção contrária de ...

ATENÇÃO!!!

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APLICAÇÕES DO EFEITO DOPPLER (ALÉM DAS ONDAS SONORAS)

Determina-se a velocidade do automóvel! (Como?)

f f’

f’f”

Transmite

Recebe

v

Superfícierefletora

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Satélite - radar

Foto 1Foto 1 Foto 2Foto 2 Foto 3Foto 3 Foto 4Foto 4

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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