Sobre a Formação do Som

Na continuidade de nossas pesquisas, antes de entrarmos no estudo da Música propriamente dita, apresentaremos uma série de informações sobre o som. Nelas estão contidas alguns elementos do estudo da Física, o que certamente para alguns, será motivo para querer desistir. Mas, quanto mais for se aprofundando e convivendo com a Música, mais estará fazendo parte do todo. Pois, a Música é o ponto de ligação do ser humano com o universo. E assim sendo, ela nos liga a tudo e a todos, do micro ao macro, do ser ao não ser.

Um bom estudo.

Carllyto Campos

Som

Som é a energia originada de um movimento vibratório de um corpo. Tal energia propaga-se em ondas e uma faixa de freqüência referente a esta energia pode ser percebida pelo homem através de um de seus sentidos: a audição. A partir de sua geração, o som pode ser propagado através de vários meios. Cada tipo de material que compõe um meio de propagação impõe a esta última uma resistência. Isto resulta na diferença de velocidade de propagação do som através de materiais diferentes. Por exemplo, o som propagado num meio aquático tem suas ondas propagadas mais rapidamente do que um som que se propaga num meio aéreo. Por exemplo, uma baleia, ou um golfinho,  podem emitir sons com distância de de dezenas e até centenas de quilômetros. Segundo dados cientificamente conprovados.

A propagação do som no ar pode ser descrita da seguinte maneira: os sons emitidos são propagados no ar através da compressão de moléculas do meio aéreo, havendo então a expansão do ar, que se transforma, por assim dizer, num meio de transporte acústico. A velocidade de propagação do som em meio aéreo é de trezentos e quarenta metros por segundo. Utilizando-se da compressão e expansão de moléculas de um meio para efetuar sua propagação, os sons não podem propagar-se no vácuo, onde há inexistência destas condições.

Assim como outras formas de energia, as ondas sonoras são caracterizadas por freqüências, comprimentos de onda e amplitudes. Os sons mais agudos caracterizam-se por pequenos comprimentos de onda e elevadas freqüências. Já os sons mais graves caracterizam-se por baixas freqüências e grandes comprimentos de onda. As amplitudes caracterizam a quantidade de energia transmitida em uma onda sonora: à proporção em que a energia aumenta maior é a amplitude. Existem ainda unidades de medição da intensidade dos sons. A intensidade sonora é caracterizada pela pressão exercida sobre o ar por estes. As unidades de intensidade sonora são os decibéis (dB). A escala dos decibéis tem sua origem relativa à menor intensidade sonora que o ouvido humano pode captar. Esta menor intensidade sonora varia entre 0 e 1 dB.

Ultra-Som

O ultra-som consiste em ondas mecânicas de freqüências muito elevadas. A origem do ultra-som é a mesma do som, porém a freqüência deles é maior, por exemplo: A freqüência de som na qual podemos ouvir está entre 20Hz e 20kHz, e o ultra-som é o som produzido para qualquer freqüência acima de 20kHz. As freqüências de ultra-som podem alcançar milhões de Hz, e o comprimento desta onda dado por =v/f pode ficar do mesmo tamanho do comprimento de onda da luz visível. O ultra-som está ampliando o seu mercado de utilização nos últimos anos. Ele é muito efetivo na limpeza de peças muito pequenas. Para se fazer a limpeza de peças muito pequenas, colocamos as peças dentro de água pura e um aparelho vibra na freqüência de ultra-som. Estas ondas de ultra-som têm um comprimento de onda muito pequeno, o que permite que elas entrem em cavidades ínfimas impossíveis de serem alcançadas por outros métodos, e através da agitação retire toda a sujeira. Eles são também capazes de detectar defeitos em peças, simplesmente através da reflexão, ou seja, através de ecos emitidos, podemos reconhecer imperfeições microscópicas em peças de alta precisão. Quem também conhece as propriedades do ultra-som, são os morcegos. Como eles são praticamente cegos, eles se guiam pelo som. Ao se moverem, eles emitem um som que não é captado por seres humanos por sua freqüência estar acima da freqüência mais alta percebida por nós. Ao se chocar com uma barreira, como uma parede, ou um candelabro, o som volta para o morcego, que percebe então que deve desviar. Para provar que é realmente assim que os morcegos se guiam, os cientistas fizeram duas experiências: A primeira foi colocar proteções nos ouvidos e na ponta do nariz dos morcegos para que eles não ouvissem nada (eles também se guiam pelas vibrações sonoras que atingem a ponta de seus narizes), e então foram colocados para voar em uma sala iluminada e cheia de fios pendurados. Nesta parte da experiência, os morcegos acertaram todos os fios. Na segunda parte, foram tiradas as proteções do ouvido dos morcegos e sobre seus olhos foi colocada uma venda. Neste caso eles voaram sem sequer relar em algum fio. Provavelmente a aplicação mais importante do ultra-som está relacionada com a medicina. O ultra-som proporciona um método relativamente barato de se examinar órgãos internos sem lhes causar danos. O ultra-som utilizado na medicina trabalha com freqüências entre 1 e 10 MHz. Como o ultra-som é uma perturbação longitudinal, ele se propaga através dos tecidos humanos e ecoa. Estes ecos nos dão a imagem do contorno dos órgãos internos e os glóbulos vermelhos que se movem, refletem ondas segundo o efeito Doppler . O sinal do ultra-som é produzido por um transdutor, que ao ser atingido por um pulso elétrico, sofre uma vibração mecânica. Geralmente são utilizados circuitos elétricos de maneira que o mesmo transdutor, ao captar um eco, o transforme em um sinal elétrico. As velocidades do ultra-som nos tecidos variam em torno de 1400 e 1600 m/s, e no esqueleto, a velocidade chega a alcançar 4000m/s. Assim como em circuitos elétricos, ao encontrar uma impedância diferente, a onda sofre reflexões que também são captadas pelo transdutor. A impedância para os diferentes tecidos do corpo humano é dada por Z=, onde é a densidade do tecido e B é o seu módulo volumétrico. São usados também circuitos para amplificar os ecos recebidos, pois o ultra-som sofre uma atenuação ao penetrar nos tecidos. Um modo eficaz também de reduzir as reflexões devido às diferenças de impedância entre o transdutor, o ar e a pele, é a utilização de uma camada de gel sobre a região que será observada pelo ultra-som, gel o qual elimina a presença de ar entre o transdutor e o corpo. A intensidade do feixe de ultra-som que é utilizada na medicina está na faixa de 103 W/m2. Até onde se estudou, não foram notadas alterações biológicas para depósitos de energia de até 5x105 J/m2, e não há risco envolvido para estudos nesta intensidade. Para intensidades maiores, existe, no entanto um aquecimento significativo dos tecidos devido à agitação molecular. Nestes casos o ultra-som é utilizado como forma de fisioterapia. Para intensidades acima de 7x106 W/m2, o aumento de temperatura pode até destruir o tecido, e para valores de intensidade acima de 107 W/m2, a brusca variação de pressão nas ondas sonoras pode gerar buracos nos tecidos, fenômeno que tem uso prático em cirurgias.

Timbre

Característica que distingue um som do outro.

Tubo de Ressonância

O fenômeno da ressonância tem muitas aplicações associadas à acústica, e um exemplo bem conhecido é o tubo de ressonância. O fenômeno da ressonância faz com que um corpo com uma determinada freqüência natural, quando atingido por um som cuja freqüência coincida com a sua freqüência natural vibre nesta freqüência. Se aumentarmos progressivamente a energia deste corpo, poderemos produzir oscilações de amplitude maior do que a do som que o excita, fazendo com que o corpo emita um som mais intenso além daquele que o excitou. Um exemplo bem comum é o de assoprar em uma garrafa vazia. Quando a freqüência da coluna de ar que penetra na garrafa entra em ressonância com a garrafa, um determinado som é emitido. Se formos aumentando cada vez mais a quantidade de água dentro da garrafa, o som emitido terá uma freqüência cada vez mais alta. Isto acontecerá, pois a freqüência da coluna de ar emitida por nós será variável. Para o caso de um tubo sobre o qual colocamos um alto-falante cuja freqüência é fixa, teremos que acrescentar água aos poucos até percebermos que o tubo entrou em ressonância através do reforço do som emitido. Para a primeira ressonância temos uma determinada altura de coluna de água. Para obtermos uma nova ressonância, teremos que acrescentar uma quantidade de água cuja altura equivalha a meio comprimento de onda, e assim por diante até termos a ressonância de apenas um quarto de comprimento de onda. Temos então que a obtenção de ressonâncias ocorrerá para comprimentos de onda iguais a 3/4, 5/4, 7/4, e assim por diante, de forma que um nó esteja sobre a superfície da água e um ventre esteja na entrada do tubo. Sabendo estes valores, podemos calcular a velocidade de propagação do som no ar através da fórmula v=f.

Eco, Reverberação e Reforço

Todos nós em algum momento já percebemos o efeito de reverberação, eco ou reforço em algum lugar. O eco é o mais facilmente perceptível entre todos e geralmente ocorre em pequenos corredores ou então em lugares montanhosos e silenciosos. A reverberação e o reforço podem ser percebidos quando escutamos música ou conversamos dentro de um carro. Na prática podemos notar que é bem mais cômodo conversar ou escutar música dentro de um carro luxuoso do que dentro de um jipe. Isto ocorre porque o tempo de reverberação dentro de um jipe é maior, devido a fatores como formato da câmara, material, área inteira, etc. Os carros luxuosos são construídos com a intenção de proporcionar mais conforto aos passageiros, enquanto os jipes têm interesses em outras áreas. As conversações dentro de um jipe geralmente são mais difíceis pelo fato de o som reverberar, ou seja, ecoar durante intervalos muito pequenos, interferindo na conversa. Estes fenômenos associados ao som existem, pois a velocidade de propagação do som no ar é finita, além de nosso ouvido ter uma inércia para reagir a algum estímulo sonoro. Vamos imaginar o seguinte exemplo: Uma pessoa está na sala de sua casa escutando música proveniente de um aparelho de som. O som chega ao ouvido da pessoa diretamente a partir do aparelho de som, porém atinge o ouvido também através de reflexões do som nas paredes da sala. No caso de a diferença entre a chegada do som da fonte sonora e a chegada do som proveniente das reflexões ser muito menor do que 0,1 segundos, o som captado pelo ouvinte é reforçado, ou seja, é mais intenso do que seria o som proveniente apenas do aparelho sonoro. O fenômeno que ocorre neste caso é denominado “reforço”. Para intervalos próximos de 0,1 segundos, a sensação sonora será prolongada, e o efeito será conhecido como reverberação. Se o intervalo superar 0,1 segundo, então a diferença entre o som proveniente do aparelho e o som refletido será nítida, e o fenômeno será denominado eco.

Ressonância

Ao produzirem-se ondas estacionárias, elas apresentam-se em módulos oscilantes. Estes módulos correspondem a diferentes números de nós. Este número de nós depende unicamente da freqüência. É aqui que se encontra o ponto mais importante deste estudo: a freqüência da onda. A onda só é estacionária e só nos apresenta para freqüências muito bem definidas. Quando o sistema está oscilando nesta freqüência dizemos que ele está em ressonância. Vamos imaginar que fixamos uma corda a uma parede de modo que esta extremidade da corda fique imóvel. Forneceremos uma oscilação na extremidade móvel da corda para uma onda estacionária ser gerada. Dependendo da freqüência que aplicarmos, a corda irá apresentar um número maior ou menor de nós. Se esta corda tem um comprimento L, obrigatoriamente para termos uma onda estacionária, o comprimento da corda tem de ser um múltiplo inteiro de meio comprimento de onda, portanto: L=n/2, sendo n um número natural. Da relação fundamental do movimento ondulatório temos que v=f. Desta forma as freqüências permitidas de forma a se obter uma onda estacionária são f=vn/2L, para n também um número natural. Caso a freqüência transferida para a corda for diferente da citada anteriormente, a energia não será transferida corretamente para a corda e ela não formará uma onda estacionária. Podemos nos questionar então por que a corda não aceita qualquer freqüência para formar uma onda estacionária. Isto ocorre porque não existem cordas infinitas, e se elas não existem, a corda tem uma ponta fixa em algum lugar, logo ela depende das freqüências que foram calculadas anteriormente em função do comprimento da corda. Outras formas de se ver a ressonância é através da freqüência natural de um corpo. Assim como em uma corda, qualquer corpo pode criar dentro de si ondas estacionárias ao entrar em ressonância sob certas condições. Um exemplo claro são as cordas de um violão. Quando estão afinadas, elas formam uma onda estacionária com um nó em cada uma das extremidades do violão, estando portanto em ressonância. Elas estão ressoando em uma certa freqüência correspondente a um certo tom. Se fizermos algo ressoar perto desta corda na mesma freqüência de ressonância dela ela irá vibrar. O leitor poderá experimentar isto em casa: Pegue o seu violão ou um violão emprestado de um amigo e sente-se a frente de um aparelho de som. Ligue o aparelho com um volume médio e apenas encoste a sua mão sobre as cordas do violão e você perceberá que dependendo da nota que for tocada no aparelho de som, alguma corda de seu violão irá vibrar. Porém o violão tem de estar afinado com a gravação que for utilizada. As melhores gravações para se perceber isto são as de música clássica, devido à sua maior variação tonal. A ressonância também foi muito utilizada para se quebrar copos de cristal utilizando-se apenas uma voz. Em geral uma cantora ou um cantor lírico concentra sua voz na nota cuja freqüência é a mesma da freqüência de ressonância do copo de cristal, e após algum tempo de ressonância o cristal vibra tanto que explode. No entanto é impossível quebrar um copo apenas com a voz, já que a potência da voz humana não é suficientemente forte para prover ao cristal uma vibração tão poderosa. O que se fazia então era trincar o cristal de forma a ser necessária uma potência menor para fazê-lo quebrar. Um caso trágico que acontece devido à ressonância é a queda de pontes. O vento que sopra nessas pontes vem em pulsos, e quando estes pulsos são da mesma freqüência natural da ponte, ela chega a vibrar tanto que é destruída. Este é o motivo de soldados não andarem em marcha quando passam sobre uma ponte, pois se eles marcharem na freqüência natural da ponte, eles podem entrar em ressonância com ela e podem até ser jogados para fora da ponte, dependendo das oscilações desta.

Acústica

A acústica é o ramo da física que estuda todos os fenômenos físicos que estão ligados à geração, propagação e detecção de ondas mecânicas que se encontra em uma determinada faixa audível de freqüência, denominando-se ondas sonoras. Geralmente encontramos as ondas sonoras se propagando em meios gasosos e líquidos sob a forma longitudinal, no entanto ela pode se propagar transversalmente em meios onde seja alta a coesão molecular, como ocorre em sólidos. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. A faixa de freqüência citada anteriormente está localizada entre 20Hz e 20000Hz, e é apenas dentro desta faixa de freqüência que as terminações nervosas no interior de nossos ouvidos entram em ressonância e transmitem através de pequenos pulsos elétricos a sensação sonora ao nosso cérebro. Existem, no entanto outros animais cuja percepção sonora é mais aguçada do que no ser humano, como por exemplo, gatos, animais que conseguem perceber sons de até 50000Hz, ou então os morcegos, cuja capacidade auditiva se estende até cerca de 120000Hz. O som é uma sensação que pode nos proporcionar prazer ou então dor e outros sentimentos. No caso da música, dependendo da forma em que ela é apresentada, ela pode causar no ouvinte uma sensação relaxante, tensão, ou então dor. Estes fenômenos associados à música têm sido estudados por grandes compositores de nossa sociedade, os quais conseguiram resultados impressionantes ao tentar passar aos ouvintes um determinado sentimento. No oriente o estudo relacionado à música é ainda mais aprofundado, e principalmente na Índia, a utilização de micro tons, que são tons musicais intermediários entre os tons normais de uma escala musical ocidental, proporcionam ao ouvinte sensações variadas, sendo inclusive utilizadas com fins terapêuticos. Sons como o heavy metal e outros estilos musicais de rock pesado, por serem geralmente tocados em volumes elevados, proporcionam a dilatação das pupilas e a contínua injeção de adrenalina no corpo do ouvinte. A acústica estuda também os níveis de intensidade sonora, que estão relacionados à energia transmitida pelas ondas sonoras. Aparece aqui a noção de Decibel, que é a unidade de intensidade sonora. Os físicos que estuda acústica, também têm muito trabalho no desenvolvimento de salas para concertos musicais, salas as quais requerem determinados matérias e uma geometria de proporções exatas para permitir o alcance sonoro em todos os pontos do teatro e permitir também o mínimo de reverberação na sala. Existem também projetos destinados a diminuir ruídos de grandes máquinas, permitindo então a aproximação dos trabalhadores sem riscos de danos à audição. A acústica também estuda os infra-sons, que são ondas cujas freqüências são inferiores a 20Hz, e os ultra-sons, de freqüência superior a 20000Hz. Os infra-sons estão geralmente ligados a maremotos, terremotos e avalanches assim como estão ligados a enjôos provocados de veículos automotores. Os ultra-sons são também largamente utilizados pelos humanos hoje em dia, seja através de aplicações médicas (ultra-sonografia), aplicações na indústria (limpeza de peças e localização de cardumes), ou mesmo apitos para cães.

Intensidade e Nível Sonoro

A equação geral de ondas é dada por v=f, que relaciona a velocidade de propagação da onda com seu comprimento de onda e sua freqüência. O que acontece então quando aumentamos o volume de nosso aparelho de som? Se tivermos dois instrumentos como o violão e o violino, sabemos que os dois emitem ondas mecânicas para a vizinhança de suas respectivas caixas de ressonância, ondas que então se propagam para todo o ar. Se ambos os instrumentos estiverem afinados segundo o padrão do lá de concerto, que é de 440Hz, ao tocarmos esta mesma nota nos dois instrumentos, é óbvio que a freqüência dos sons será a mesma, assim como será idêntica a velocidade de propagação do som no ar para os dois. Curiosamente, podemos perceber que um som está mais “alto” do que o outro. Por que o violino tem um som mais “alto” se as ondas emitidas pelos dois têm mesma velocidade, mesmo comprimento e mesma freqüência? Esta denominação de som “alto” tem na realidade o sentido de um som intenso. Esta intensidade de som é dada pela distribuição da potência de uma onda sobre uma dada área. Existem muitas pesquisas com o intuito de se criar novas unidades para se definir o nível sonoro e tentar relacioná-lo com a sensação física que ele nos proporciona. A mais conhecida é o bel (B), nome que foi dado em homenagem a Alexander Graham Bell, em reconhecimento às suas pesquisas nesta área. Na realidade, usamos a escala em décimos de bel para facilitarmos os cálculos, esta unidade é o conhecido decibel (dB). As diferentes escalas eram utilizadas para se tentar exprimir a sensação subjetiva do som, como a escala de sones, phons, etc. No caso de decibéis, o valor de 0 dB foi associado ao limiar de audição. A intensidade sonora I é dada por I=½v2s2m, onde é a densidade do meio, v é a velocidade de propagação, é a freqüência angular e SM é a amplitude da onda. O nível de som é dado por =(10dB)logI/I0. I0 é uma intensidade padrão que indica o limiar inferior de pressão no qual o ouvido percebe o som. O valor de I0 é 10-12 W/m2. Desta forma temos que vale 0 dB quando a intensidade da onda em questão é a mesma de I0. O limiar da dor para audição é de cerca de 120 dB. Estes limiares de nível sonoro significam que para valores em dB abaixo de 120, escutamos som, e para valores acima de 120, sentimos dor. Um show de uma banda de rock chega a atingir cerca de 110 dB, enquanto uma conversa normal atinge em torno de 65 dB.

Onda

Todos nós já fomos à praia e observamos a movimentação das ondas, ou então ouvimos rádios que transmitiam certas freqüências de onda. Qual é o significado de uma onda? O que ela transmite? No caso da praia, as ondas resultam de um trabalho efetuado pelo vento em alto mar na própria água do mar, e este trabalho e transmitido sob forma de movimentação da água a nós que estamos a muitos quilômetros de distância. Já no caso de rádios, circuitos elétricos transformam sons em ondas eletromagnéticas que se propagam indefinidamente até serem captadas por uma antena. Deste exemplo já podemos concluir que a onda transmite informações a distância. Que tipo de informações são estas? Uma onda pode ser definida como qualquer sinal que se transmite entre dois pontos com uma velocidade definida, de forma que não ocorra transporte direto de matéria. O primeiro tipo de onda que poderemos estudar será a onda mecânica. Ao observarmos roupas penduradas no varal, vemos que elas tremulam. Estas tremulações são ondas mecânicas. Ondas mecânicas também ocorrem quando jogamos uma pedra na superfície de um lago. São geradas então ondas mecânicas concêntricas. Ao falarmos, agitamos nossas cordas vocais, e estas vibrações das cordas vocais, agitam as partículas de ar na vizinhança de nossa boca produzindo ondas sonoras. Para resumir as características básicas de uma onda mecânica temos: O seu movimento é governado pelas Leis de Newton, e ela precisa de um meio material como o ar, água ou uma corda esticada, para se propagar. Falaremos um pouco agora sobre ondas eletromagnéticas. A onda eletromagnética mais conhecida é a luz. Neste mesmo instante em que você está lendo este texto, ondas eletromagnéticas estão atingindo o seu olho e o excitando de forma a você conseguir visualizar esta imagem. Outros exemplos de ondas eletromagnéticas são os raios-x, as microondas, e as ondas de rádio e televisão. O calor que o Sol transfere para nós também é transmitido via ondas eletromagnéticas. O que difere principalmente as ondas eletromagnéticas das ondas mecânicas, é que as primeiras não necessitam de um meio para se propagar, e todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a mesma velocidade c= 299. 792. 458m/s, que é a velocidade da luz. Por enquanto nos ateremos ao estudo de ondas mecânicas. Concentraremos nosso estudo em uma onda mecânica que se propaga em uma corda esticada. Esta provavelmente é a onda mais simples que podemos gerar, pois basta sacudirmos uma de suas pontas e já veremos um pulso se propagar através dela. Este pulso é propagado através de uma transmissão partícula a partícula da corda. Vamos pensar em uma corda que não tenha nenhum tipo de amortecimento para o pulso nela gerado, o que é bastante difícil de ser conseguido na prática. Imaginemos agora que ela também é muito comprida de forma a não nos preocuparmos com ocasionais reflexões deste pulso quando ele atingir a extremidade final da corda. Para entendermos porque estes ecos interfeririam no estudo das ondas, imagine que você tem uma banda de música e quer fazer uma gravação: Se você estiver em uma sala com paredes não amortecidas, assim que as ondas sonoras geradas por sua banda atingirem as paredes elas irão ecoar, o que não ficaria muito interessante na gravação. Estes ecos sonoros são os correspondentes às reflexões que ocorreriam na corda assim que ela atingisse a outra extremidade da corda. As ondas mecânicas também podem ser de dois tipos: Longitudinais e Transversais. As ondas Transversais são aquelas geradas em uma corda, e cujos pulsos deslocam-se para cima e para baixo senoidalmente. A onda Longitudinal pode ser exemplificada pelas ondas que ocorrem em um lago ao jogarmos nele uma pedra. Vamos voltar agora ao caso da corda. As ondas em uma corda têm duas características que as distinguem: o comprimento de onda (e a freqüência f. Definimos então o deslocamento y em função de duas variáveis, então y=f(x,t). Podemos então saber qual é a posição de um elemento da corda numa posição qualquer x num instante t. Esta relação pode ser escrita da seguinte forma: y(x,t)=Ymsen(kx-t). Ym neste caso é a amplitude da onda, ou seja, a altura máxima que a onda pode atingir. A função seno foi escolhida para designar ondas uma vez que possui uma propriedade muito interessante: Qualquer forma de onda pode ser expressa como uma soma de várias funções seno. Esta propriedade é descrita pelas séries de Fourier. Se por exemplo agora quisermos saber qual é a posição da onda no instante t=0, teremos que y(x,0)=Ymsenkx. Definimos agora o comprimento de onda (como sendo a menor distância na qual a onda repete sua forma. Então temos que y(x,0)=Ymsenk(x+). Como a função seno tem período igual a 2, ou seja, a cada intervalo de 2(ela assume a mesma forma, podemos dizer que k=2/. k é denominado número de onda angular. Vamos ver o que acontece se variarmos apenas o tempo e estudarmos o movimento da onda apenas na posição x=0. Temos então y(0,t)=Ymsen(-t), como sen(-)=-sen, a equação se reduz a y(0,t)=-Ymsent. O período de oscilação da onda nesta corda é definido como o menor intervalo de tempo no qual o movimento se repete. Temos então que y(0,t)=-Ymsen(t+T), o que acarreta em =2/T. (é chamado de freqüência angular da onda. Já sabemos que a freqüência é o inverso do período, então f=1/T=2/. Através da mecânica Newtoniana, podemos chegar à expressão da velocidade de uma onda: v=f. Esta equação é fundamental no estudo de ondas. Finalmente, pudemos chegar à conclusão de que as ondas são meios de se transmitir energia por grandes distâncias.

Poluição Sonora

Hoje em dia o termo poluição sonora tem sido utilizado constantemente, mas não necessariamente com o devido significado ou então com a devida importância. Todos já ouvimos dizer que certos tipos de música são apenas poluições sonoras, ou então quando uma pessoa fala muitas baboseiras dizemos que ela está poluindo nossos ouvidos. Apesar de terem certo fundo de verdade, o problema da poluição sonora é mais grave do que imaginamos. Nos dias de hoje fica difícil estarmos em um lugar de silêncio absoluto (0dB), se é que alguém algum dia já conseguiu achar este lugar. Existem os barulhos de pessoas conversando, automóveis, aparelhos sonoros, pagers, telefones celulares, etc. Estes barulhos em excesso têm levado um número cada vez maior de pessoas a médicos especializados para se queixarem de zumbidos permanentes ou mesmo perda de audição. O problema está no nível sonoro que atinge nossos ouvidos. O nível sonoro de um som está relacionado com a energia transportada por ele. A unidade de nível sonoro é o Decibel, que corresponde a um décimo de um Bel. Se um ser humano for exposto a um intensidade sonora superior a 85dB, seu ouvido poderá sofrer danos irreparáveis e irreversíveis. Exposições curtas a intensidades sonoras de 110dB, como durante em um show de rock, causam uma diminuição transitória da capacidade auditiva, porém exposições prolongadas a intensidades de 110dB ou então curtas exposições a intensidades de 140dB podem lesar os nervos do ouvido ou então causar o rompimento do tímpano, podendo em ambos os casos resultar em surdez permanente. Em casos de pessoas que trabalham em locais aonde a exposição sonora é muito grande, pode ocorrer lesões nos ouvidos destas pessoas acarretando um zumbido permanente, o que pode levar uma pessoa à loucura, impedindo-a de dormir e de se concentrar. Estes problemas levaram o Ministério do Trabalho a fixar intervalos máximos de tempo durante os quais um empregado pode trabalhar sob certa exposição sonora. Temos por exemplo um tempo máximo de 8 horas diárias para uma exposição de 90dB e apenas 7 minutos diários para 115dB. Estes trabalhadores devem também utilizar protetores de ouvido durante o serviço, porém a fiscalização nas fábricas é muito precária, ocasionando um alto índice de problemas auditivos relacionados com o trabalho. Outros problemas causados por exposições a grandes intensidades sonoras atingem também não apenas o ouvido, mas outras partes do corpo, causando, por exemplo, a aceleração de batimentos cardíacos, o aumento na produção de adrenalina, a dilatação das pupilas, entre outros. Existem problemas psicológicos associados a excessos sonoros. Lembre quantas vezes você não pediu para alguém falar mais baixo para você se concentrar, ou então pense em como é necessário o silêncio em uma biblioteca ou em um hospital. Os níveis aconselhados de nível sonoro para regiões residenciais estão em torno de 50 dB e 60dB para regiões industriais, porém pesquisas revelam que não existem lugares obedecendo a estas condições aceitáveis para o ser humano. Exemplos de intensidade sonora que podem ser citados são os de silêncio absoluto (0dB), conversação em voz baixa (20dB), automóvel silencioso (50dB), conversação normal (60dB), trânsito de automóveis em uma avenida (80dB), britadeira (100dB), show de rock (110dB), decolagem de avião a jato (130dB).

Ouvido Absoluto

Refere-se ao indivíduo que tem a habilidade natural de perceber o número real de vibrações por segundo de um som. Os instrumentos musicais têm uma afinação Standard, onde que o LÁ3 central vibra a 440Hz por segundo. Possuidores de ouvido absoluto reconhecem com facilidade mínimas variações na afinação dos instrumentos.

Altura (Som)

Quando reclamamos para o vizinho que o som dele está alto, ele muito bem pode nos ignorar e dizer que não pode fazer nada quanto a isso. O que queremos na verdade é que ele diminua a intensidade do som. Uma das maiores confusões que existem quando tratamos de som são as palavras que usamos para definir suas características. Definimos um som alto como sendo um som muito intenso, e isto está errado. A altura de um som nos permite distinguir entre sons graves e agudos. Sons graves são os de freqüência mais baixa. Se você tiver à mão um piano ou um violão, você poderá perceber que para emitir um som muito alto, fisicamente falando, você não terá que fazer muita força. Basta apenas tocar as notas mais à direita no teclado de um piano, ou dedilhar as cordas mais finas de um violão, e isto é diferente de puxar as cordas do violão ou bater nas teclas de um piano com muita força, pois aí estaremos produzindo então um som muito intenso, que tem a ver com a potência do som. A altura de um som está relacionada com a freqüência deste. Quanto maior for a freqüência da onda deste som, maior será a altura dele. Um exemplo prático do uso de variação de freqüência pode ser encontrado em sirenes de ambulâncias. Estas sirenes consistem de um disco contendo várias perfurações e um jato de ar comprimido incidindo nestes furos. Ao girar, é gerado um tipo de um silvo devido ao atrito do ar com os furos. À medida que a velocidade angular do disco aumenta, aumenta proporcionalmente a freqüência do silvo, acontecendo o contrário para a redução de sua velocidade angular. E é esta variação que é característica das sirenes.

Carllyto Campos