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10
Dezembro
2012

Propriedades do Som

Subtema 1.6

Sumário: Reflexão, Refração e Absorção do Som

Acesso Livre
Câmara Surda (Anechoic Chamber)

Conteúdos a Lecionar:

O som propaga-se em ondas sonoras. São ondas mecânicas que, relativamente à sua propagação nos meios materiais, apresentam algumas propriedades características, a saber, a reflexão, a refração, a absorção, e a transmissão. Estes fenómenos raramente ocorrem isoladamente, isto porque raramente ocorre reflexão ou refração da onda sonora sem absorção de parte da sua energia. Desde o tempo da Grécia Antiga que o homem reconhece estas propriedades do Som, como o demonstra a exepcional concepção acústica do Teatro de Siracusa na Sicília:

Teatro de Siracusa - Sicília

Propriedades do Som: A Acústica do Teatro de Siracusa - Sicília

Toma Nota:

O Som apresenta as seguintes propriedades:
Reflexão
Refração
Absorção
Transmissão

Reflexão do Som:

A reflexão do som ocorre quando as ondas sonoras encontram superfícies duras e lisas. Nessas condições voltam para trás, reflectindo-se.

Reflexão do Som de uma Sirene

Propriedades do Som: Reflexão do Som de uma Sirene

No entanto este fenómeno é muitas vezes acompanhado da refração sonora, o que sucede quando a onda passa a progredir num novo meio material, como acontece, por exemplo, quando surge uma parede. A parte da onda que atravessa a parede muda de direção na progressão e diz-se que sofre refração. É por esse processo, que uma onda sonora "consegue" atravessar as paredes. Também ocorre absorção parcial da onda sonora por parte da parede visto que esta dificulta a progressão da onda.

Propriedades do Som

Propriedades do Som: Reflexão, refração e absorção do Som

É no princípio da reflexão sonora que alguns aparelhos eletrónicos se baseiam para calcular a distância entre objetos:

Determinação de uma distância através da reflexão sonora

Propriedades do Som: Determinação de uma distância através da reflexão sonora

Em circunstâncias especiais a reflexão do som pode causar um fenómeno físico que se chama eco e que facilmente se deteta no dia a dia. O eco é o som refletido num obstáculo. É frequente verificar-se o eco em locais como uma montanha, uma caverna ou uma parede.

Eco no sopé de uma montanha (reflexão sonora)

Propriedades do Som: Eco no sopé de uma montanha (reflexão sonora)

Alguns locais no mundo, onde se verifica eco ao ar livre, estão referenciados em guias turísticos, como sucede com o Echo Phone da Echo Mountain nos Estados Unidos da América - Altadena, California.

Echo Phone - Na Echo Mountain nos Estados Unidos

Propriedades do Som: Echo Phone - Na Echo Mountain nos Estados Unidos

Em Vila Real, junto da localidade de Cravelas, na Serra do Alvão, é possível experimentar o eco.

Eco no Alvão - Cravelas - Vila Real

Propriedades do Som: Eco no Alvão - Cravelas - Vila Real

O eco é sempre um fenómeno que suscita curiosidade e interesse, visto que se trata de uma reflexão sonora que permite distinguir o som original do seu eco.

Eco:

• O eco é o som reflectido num obstáculo. Há sempre um intervalo de tempo que permite distinguir o som original do seu eco.

A reflexão do som é por vezes inconveniente nos auditórios e nas salas de concertos, isto porque, não se consegue distinguir entre o som refletido e o original, pois o intervalo de tempo que os separa é curto.

A reflexão do Som pode ser inconveniente nos auditórios

Propriedades do Som: A reflexão do Som pode ser inconveniente nos auditórios

Nalguns estudios de gravação, para eliminar a reflexão do som, que causa um ruído ou interferências indesejadas nas gravações de alta qualidade, são por vezes utilizadas Câmaras Surdas, que são locais (salas fechadas) cujas paredes estão revestidas de materiais especiais que impedem a reflexão do som e a formação de interferências.

Câmara Escura - Eliminação das interferências da reflexão do Som

Propriedades do Som: Câmara Surda - Eliminação das interferências da reflexão do Som

Nas auto-estradas instalam-se muros e placas que funcionam como ecrãs de reflexão sonora:

Ecrãs de reflexão sonora nas auto-estradas

Propriedades do Som: Ecrãs de reflexão sonora nas auto-estradas

O ouvido humanodistingue dois sons se estes chegarem com um intervalo de tempo de, pelo menos, 0,1 segundos. No intervalo de tempo de 0,1 s, a distância total que o som percorre no ar é de 34 m se assumirmos que a velocidade do Som é de 340 m/s. Como as ondas sonoras efectuam duas vezes o mesmo percurso, a distância entre a superfície de reflexão do som e a fonte sonora é de apenas 17 m. Então, a distância mínima à qual a superfície de reflexão do som se deve situar para que ocorra eco é de 17 metros.

Toma Nota:

• A distância mínima à qual a superfície de reflexão do som se deve situar para que ocorra eco é de 17 metros.

Se a distância entre a superfície de reflexão do som e a fonte sonora for inferior a 17 metros, não haverá eco. Por outro lado, quando se ouvem vários ecos, isto deve-se ao facto de se estar num local com vários obstáculos, todos a distâncias superiores a 17 metros. São ecos múltiplos. Um destes locais famosos, pelo menos assim reza a lenda, é seteais em Sintra onde agora se encontra o Palácio de Seteais:

Ecos Múltiplos em Seteais - Sintra, Portugal

Propriedades do Som: Ecos Múltiplos em Seteais - Sintra, Portugal

Existem outros fenómenos associados à reflexão do Som. Por exemplo, o "barulho do mar", que se ouve no interior de um búzio, resulta da vibração do ar produzida pela circulação sanguínea da pessoa que aproxima o ouvido do búzio. Este som é ampliado devido ao fenómeno de ressonância que está relacionado com a reflexão do som:

Fenómeno da Ressonância num búzio

Propriedades do Som: Fenómeno da Ressonância num búzio

É no princípio da ressonância que se explica a amplificação do Som que se consegue com a caixa acústica de uma guitarra:

Caixa de Ressonância numa Guitarra Acoustica

Propriedades do Som: Caixa de Ressonância numa Guitarra Acoustica

Outro fenómeno associado à reflexão do Som é a reverberação que consiste na sensação de um som "atrasado" e por vezes mais intenso. Este fenómeno é mal confundido com o eco:

A Reverberação do Som

Propriedades do Som: A Reverberação do Som

O eco permite determinar a velocidade de propagação do som no ar a uma determinada temperatura. Para isso, é necessário saber o intervalo de tempo que separa o som original do seu eco e a distância entre a fonte sonora e a superfície de reflexão do som. Por outro lado, é também possível, a partir do eco, determinar a que distância fica um obstáculo:

Eco: Determinação da distância a que se encontra um obstáculo

Propriedades do Som: Eco: Determinação da distância a que se encontra um obstáculo

Refração do Som:

Quando o som passa de um meio material para outro diferente, a sua velocidade de propogação é alterada. Ocorre o fenómeno da refração do som. Sucede, neste caso, que a onda sonora sofre um desvio que é tanto maior quanto diferentes são os meios materiais contíguos de propagação:

Refração Sonora

Propriedades do Som: Refração Sonora

No processo da refração, a frequência da onda sonora não se altera. Assim, um som agudo permanece agudo e um som grave permanece grave. No entanto, a velocidade de propagação da onda e o seu comprimento de onda alteram-se com a mudança de meio, quando se dá a refração.

Toma Nota:

• Quando ocorre refração, a frequência da onda é sempre a mesma nos diferentes meios, mas a velocidade de propagação e o seu comprimento de onda variam.

Com a refração, a amplitude da onda sonora, por regra, também varia, podendo verificar-se a atenuação da onda sonora (diminui a amplitude) ou a amplificação sonora (aumenta a amplitude). Este facto pode facilmente verificar-se experimentalmente utilizando, para este efeito, um altifalante como fonte sonora, um microfone e um gravador de som, bem como dois balões cheios de gás, (um com Hélio, outro com Díoxido de Carbono). Na refração do som do meio ar para cada um destes meios, (Hélio e Díoxido de Carbono), verifica-se a variação da amplitude sonora:

Refração do Som - Dióxido de Carbono

Propriedades do Som: Refração do Som - Dióxido de Carbono

Assim, deteta-se o aumento da intensidade sonora quando o som atravessa o Dióxido de Carbono, mas atenuação do som quando a onda sonora atravessa o Hélio:

Refração do Som - Hélio

Propriedades do Som: Refração do Som - Hélio

Ainda que a onda sonora se propague no mesmo meio, pode verificar-se a refração. Isto sucede quando a temperatura do meio varia no espaço. Por exemplo, nos dias quentes, a temperatura do ar diminui à medida que nos afastamos do solo. A refracção do som, através das sucessivas camadas de ar, tende a desviá-lo para cima. Assim, diminui a sua audição em zonas distantes da fonte ao nível do solo:

Refração do Som com a variação da Temperatura - Dias Quentes

Propriedades do Som: Refração do Som com a variação da Temperatura - Dias Quentes

Em dias frios, ou ao entardecer, o som refrata-se para baixo, o que facilita a audição em locais mais afastados da fonte ao nível do solo:

Refração do Som com a variação da Temperatura - Dias Frios

Propriedades do Som: Refração do Som com a variação da Temperatura - Dias Frios

Toma Nota:

• A velocidade de propagação do som no ar varia quando ocorre alteração na temperatura do ar. Nestas condições, a onda sonora refrata-se e a direção de propagação da onda sofre um desvio.

Este fenómeno de refração devido à mudança de temperatura, também se observa com o sonar dos barcos, (aparelho que utiliza ondas sonoras para detetar obstáculos):

Refração do Som com a variação da Temperatura - Sonar

Propriedades do Som: Refração do Som com a variação da Temperatura - Sonar

Toma Nota:

• As ondas sonoras refratam-se quando se propagam do ar quente para o frio.

Absorção do Som:

Uma onda sonora transfere energia para o meio, a qual se vai dissipando durante a propagação do som nesse meio. Quando a onda sonora encontra determinadas superfícies, transfere também energia para elas. Esta propriedade designa-se por absorção do som. Quando as ondas sonoras encontram a superfície de separação de dois meios, pode ocorrer a reflexão do som, a absorção do som no material de que é feita a superfície de separação, a refração e a transmissão do som de um meio para outro:

Condições de Transmição Sonora

Propriedades do Som: Condições de Transmição Sonora

A absorção sonora é facilmente detetada no dia a dia devido à atenuação acústica, (diminuição da intensidade sonora), que se verifica nos materias que nos rodeiam. Nesse processo ocorre dissipação (perda) de energia da onda incidente:

Absorção Sonora

Propriedades do Som: Absorção Sonora

Toma Nota:

• Sempre que as ondas sonoras se refratam nos meios materiais, ocorre dissipação de energia.

Assim, na reflexão do som, nem toda a energia da onda é refletida. Isto é, a reflexão nunca é total, há sempre som absorvido e/ou transmitido. Isto depende das características acústicas dos materiais constituintes das superfícies de separação dos meios, pelo que é possível distinguir os materiais que são bons isoladores sonoros dos que são maus isoladores sonoros.

Materiais que Absorvem o Som

Propriedades do Som: Materiais que Absorvem o Som

Todos os materiais absorvem o som. No entanto, alguns materiais como a lã de vidro, a cortiça e a espuma acústica são exelentes materiais para absorver o som. São, por isso, exemplos de bons isoladores sonoros utilizados na construção civil:

Materiais de Construção Bons Isoladores Sonoros

Propriedades do Som: Materiais de Construção Bons Isoladores Sonoros

A borracha, a fibra Kenaf e o cimento acústico são outros exemplos de materias bons isoladores sonoros utilizados na construção civil:

Materiais de Construção Bons Isoladores Sonoros

Propriedades do Som: Materiais de Construção Bons Isoladores Sonoros

A aplicação destes materias depende da natureza da construção e do nível de isolamento acústico pretendido:

Construção civil: Aplicação de Isoladores Sonoros

Propriedades do Som: Construção civil - Aplicação de Isoladores Sonoros

Atualmente tem vindo a aumentar a utilização de painéis isolantes naturais, feitos de tecidos reciclados, de poliéster, lã de madeira ou fibras naturais:

Isoladores Sonoros: Materiais Alternativos

Propriedades do Som: Isoladores Sonoros - Materiais Alternativos

Em qualquer dos casos, o comportamento destes materiais na transmissão do som é usado no isolamento sonoro das casas. A espessura das paredes tem influência no isolamento sonoro das casas. Quanto maior for a sua espessura, tanto melhor será o isolamento. Por outro lado, no isolamento acústico, as paredes duplas com caixa-de-ar, ou um material absorvente do som, como a lã de vidro, a lã de rocha ou a cortiça, são tecnicas comuns na construção civil:

Construção Civil: Aplicação de Isoladores Sonoros

Propriedades do Som: Construção Civil - Aplicação de Isoladores Sonoros

Outros materias, como o betão armado, o aço e o ferro são bons condutores sonoros:

Materiais Bons Condutores Sonoros

Propriedades do Som: Materiais Bons Condutores Sonoros

Quando a neve cai, faz-se silêncio. Ocorre a absorção do som. A neve é um bom isolador sonoro. Em planícies de neve, as pessoas têm de gritar para poderem ser ouvidas.

A Neve absorve o Som

Propriedades do Som: A Neve absorve o Som

Categorias: Sumários & Lições


Cassiano Augusto Luna Rosário

Cassiano Augusto Luna Rosário

Sou docente de Física e Química em Vila Real - Trás-os-Montes.
Licenciado em Ensino pela UTAD, leciono atualmente na ES Camilo Castelo Branco.

Website: www.calrosario.com Email: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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