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Energia do som Básico

Publicado em 19/01/2010 

Ficha de Aprendizagem

Síntese

Definição da energia do som e respectiva forma de calcular. Definição de intensidade de uma onda.

Palavras-chave
  • Energia
  • Energia do Som
  • Energia Sonora
  • Intensidade de uma onda
Objectivos de aprendizagem

A aprendizagem neste tópico envolve os seguintes objectivos:

  • Compreender o que é a energia do som e como se calcula;
  • Compreender o conceito de intensidade de uma onda.
Pré-requisitos

Os seguintes conhecimentos são essenciais para a compreensão deste tópico:

Ondas de som

As ondas de som são ondas longitudinais que viajam através de qualquer meio material, com uma velocidade que depende das propriedades do meio. Correspondem a oscilações da densidade e pressão do meio, ao longo da direcção de propagação.

Imaginemos um pistão que se move dentro de um tubo contendo gás.

Quando o pistão se desloca na direcção do gás, comprime o gás no interior do tubo, provocando um aumento da pressão e densidade acima dos valores normais.

Quando o pistão se afasta, expande o gás, com efeito oposto.

Ao oscilarmos o pistão, produzem-se ondas de som, que consistem numa propagação das zonas de compressão, seguidas das zonas de rarefacção (semelhante ao deslocamento das ondas do mar). Ambas as zonas de compressão e rarefacção, que formam a onda sonora, se movem à velocidade do som no meio em que se propagam.

Se o pistão oscilar sinusoidalmente, produzir-se-ão ondas de som sinusoidais continuamente, correspondentes à oscilação sinusoidal de elementos do meio envolvente (tal como acontece com uma mola). Se s(x,t) for a posição de um elemento relativa à sua posição de equilíbrio, podemos expressar a posição como (ver tópico sobre função de onda):

equação 1

A oscilação dos elementos do meio afectado pelo pistão provoca uma variação de pressão, que pode ser modelada como:

equação 2

onde k é o número de onda,

ω é a frequência angular do pistão,

x a coordenada de posição na direcção de propagação,

t é o instante de tempo

e smax é a posição máxima relativa à posição de equilíbrio, correspondente à ampitude máxima de oscilação do pistão.

A variação máxima de pressão é dada por:

equação 3

onde P é a densidade do meio, v a velocidade de propagação do som.

Autor e Créditos

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Referências Bibliográficas

  • [1] Serway, R. A., Jewett, J. W., Physics for Scientists and Engineers, Thomson Learning, Belmont, 2004.
 

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