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Física ondas eletromagnéticas, Exercícios de Física

Física

ficha de física sobre o som como onda de pressão exercícios e resumos

Tipologia: Exercícios

2025

Compartilhado em 20/11/2024

leonor-furtado
leonor-furtado 🇵🇹

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RESUMINHO
J
O som emitido por um diapasão é um
som puro
ou
simples
, também designado por
som harmónico
, pois é descrito
matematicamente por uma função seno (ou cosseno), ou seja, por onda harmónica ou sinusoidal. O
som harmónico
está associado
a uma
onda sonora com uma frequência bem definida e caracteriza-se pela sua intensidade e altura
.
INTENSIDADE DE UM SOM
Está relacionada com a energia transferida pela onda sonora.
A
intensidade do som diminui com o aumento da distância à fonte sonora
. Por exemplo, se estivermos num concerto ao ar livre,
quanto mais próximos estivermos da fonte sonora, melhor ouviremos a música pois as partículas do ar, através das quais o som se
propaga, vibram com menor energia à medida que a sua distância à fonte sonora aumenta, já que a mesma energia se distribui por
uma área maior.
Som forte
Maior
intensidade
Transporta
mais energia
Ouve-se a grande
distância da fonte sonora.
Maior
amplitude
Som fraco
Menor
intensidade
Transporta
menos energia
Só é ouvido a pequena
distância da fonte sonora
Menor
amplitude
ALTURA DO SOM
Está relacionada com a frequência da fonte sonora que é igual à frequência da onda sonora.
Som alto
ou agudo
Maior frequência
Som baixo
ou grave
Menor frequência
11º ano | Física | Ficha de Trabalho nº20
Domínio 4: Sons puros e suas características
O ouvido humano só é sensível a sons com
frequências compreendidas entre 20 Hz e
20 000 Hz, aproximadamente.
Em geral, as mulheres produzem sons mais altos ou
agudos do que os homens, pois as cordas vocais das
mulheres vibram com maior frequência que as dos
homens por serem mais curtas e finas do que as
cordas vocais dos homens.
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RESUMINHO J

O som emitido por um diapasão é um som puro ou simples, também designado por som harmónico, pois é descrito matematicamente por uma função seno (ou cosseno), ou seja, por onda harmónica ou sinusoidal. O som harmónico^ está associado a uma onda sonora com uma frequência bem definida e caracteriza-se pela sua intensidade e altura. INTENSIDADE DE UM SOM Está relacionada com a energia transferida pela onda sonora. A intensidade do som diminui com o aumento da distância à fonte sonora. Por exemplo, se estivermos num concerto ao ar livre, quanto mais próximos estivermos da fonte sonora, melhor ouviremos a música pois as partículas do ar, através das quais o som se propaga, vibram com menor energia à medida que a sua distância à fonte sonora aumenta, já que a mesma energia se distribui por uma área maior. Som forte Maior intensidade Transporta mais energia Ouve-se a grande distância da fonte sonora. Maior amplitude Som fraco Menor intensidade Transporta menos energia Só é ouvido a pequena distância da fonte sonora Menor amplitude ALTURA DO SOM Está relacionada com a frequência da fonte sonora que é igual à frequência da onda sonora. Som alto ou agudo Maior frequência Som baixo ou grave Menor frequência

~~~~~ 11 º ano | Física | Ficha de Trabalho nº 20

Domínio 4 : Sons puros e suas características

O ouvido humano só é sensível a sons com frequências compreendidas entre 20 Hz e 20 000 Hz, aproximadamente. Em geral, as mulheres produzem sons mais altos ou agudos do que os homens, pois as cordas vocais das mulheres vibram com maior frequência que as dos homens por serem mais curtas e finas do que as cordas vocais dos homens.

SONS COMPLEXOS

Estão associados a ondas sonoras que resultam da soma ou sobreposição de vários sons puros, ou seja, de vários harmónicos. O timbre permite distinguir dois sons complexos, com a mesma altura e intensidade, produzidos por fontes sonoras diferentes. Assim, o timbre, que diferencia cada instrumento, resulta do facto de cada instrumento produzir um sinal complexo. A altura da nota musical é igual à do som fundamental ou 1.º harmónico, mas o som é descrito por uma mistura de componentes fundamental com as outras componentes harmónicas que variam conforme o instrumento. Um microfone é um dispositivo que transforma um sinal mecânico (sinal sonoro) num sinal elétrico com a mesma informação. Um altifalante é um dispositivo que transforma um sinal elétrico num sinal sonoro com a mesma informação do sinal que chegou ao microfone.

  1. A figura refere-se a uma onda sinusoidal que traduz a periodicidade temporal do movimento vibratório de uma partícula de ar, em consequência de um sinal sonoro emitido por um diapasão. Considera o módulo da velocidade de propagação do som no ar igual a 340 𝑚𝑠!". 1.1) Determina a frequência de vibração da partícula do ar. 1.2) Verifica que o comprimento de onda da onda sonora é de 1 , 36 𝑚. 1.3) A velocidade de propagação do sinal sonoro varia se a amplitude de vibração aumentar? Justifica.
  2. Considera dois sinais sonoros, A e B, que se propagam, respetivamente, no meio 1 e no meio 2. Nos gráficos da figura estão representadas as posições das partículas em cada um dos meios, em determinado instante, devido à propagação dos sinais A e B. A velocidade de propagação do som no meio 2 é superior à velocidade de propagação do som no meio 1. Compara as frequências dos sinais A e B. Justifica a resposta, utilizando a expressão matemática adequada.
  3. A figura representa o espetro do som de uma flauta transversal executando a nota ré. Em cada um dos casos seguintes, seleciona a opção correta.
  1. Observa a figura. O som complexo (C) resulta da sobreposição dos harmónicos representados em (A) e (B). 6.1) O que é um som complexo? 6.2) Como se designa o harmónico de frequência mais baixa? 6.3) Qual é o harmónico que determina a frequência de um som complexo?
  2. Consideremos a membrana de um altifalante e a oscilar de forma periódica. Ao longo do tempo, o movimento da membrana vai sendo transmitido, por choques, às partículas do ar que constituem a sua vizinhança. Na figura, podemos ver, num determinado instante, a representação no ar do movimento vibratório da membrana do altifalante que oscila uma vez em cada segundo, da esquerda para a direita. 7.1) O que acontece às partículas do ar à medida que a membrana do altifalante oscila? 7.2) Como se designa a distância entre duas zonas consecutivas de compressão máxima? E entre duas zonas consecutivas de rarefação máxima? 7.3) Completa, as seguintes frases: Na propagação das ondas sonoras, no ar, formam-se, num mesmo instante, zonas alternadas onde as partículas do ar estão mais _____________ - zonas de compressão do ar – e zonas onde as partículas do ar estão mais rarefeitas – zonas de ______________ do ar. Daí uma onda sonora ser uma onda de ____________, pois, como a _____________ num dado ponto varia, _____________ e logo a seguir diminuindo, há uma oscilação da ____________ que se propaga no ar. 7.4) Se a membrana do altifalante oscilar mais rapidamente, produzirá zonas de compressão e de rarefação com ... (A) ... maior período. (B) ... maior frequência. (C) ... menor frequência. (D) ... maior amplitude. 7.5) Se a membrana do altifalante oscilar mais rapidamente, o comprimento de onda ... (A) ... mantém-se. (B) ... aumenta. (C) ... diminui. Seleciona a opção correta.
  3. Quando se percute um diapasão, este emite um som puro que, após ser captado por um microfone e convertido num sinal elétrico, pode ser visualizado no ecrã de um osciloscópio. Na figura estão representados dois sinais elétricos, A e B, originados por dois sinais sonoros. 8.1) Indica qual dos sinais corresponde ao som mais alto e simultaneamente mais fraco. 8.2) Compara a frequência do sinal A com a frequência do sinal B, sabendo que a base de tempo foi regulada para 0 , 5 𝑚𝑠/divisão.