Passamos literalmente 24 horas por dia rodeados por ondas sonoras. A acústica está presente em praticamente tudo no nosso dia a dia – seja em diálogos, ouvindo música ou até mesmo no nosso trabalho. Mesmo o som sendo um fenômeno tão comum, poucos de nós realmente sabem a física por trás dele.
A onda sonora – o que é e como se comporta
Uma onda sonora é uma onda mecânica longitudinal que causa variações de pressão ao mover as partículas do meio que ela está utilizando para se propagar. Falamos que a onda é longitudinal porque o movimento das partículas é paralelo à direção de propagação da onda. Ela se propaga através do ar com uma velocidade de aproximadamente 344 m/s em uma temperatura de 20ºC sendo capaz também de se propagar em outros meios como a água, aço, concreto e também através de outros gases, porém com velocidades diferentes [1]. Neste momento talvez ainda não tenha ficado claro para você o que é a onda sonora, mas vamos nos aprofundar um pouco mais logo em seguida.
Frequência: com quantos Hertz se faz um som?
Frequência é uma característica de uma onda periódica e é definida como a quantidade de ciclos que uma onda repete em um intervalo de um segundo. Esse conceito é mais facilmente compreendido ao olharmos para uma senoide pura, como na figura 2. Uma onda de 500 Hz, por exemplo, repete 500 ciclos em um intervalo de um segundo, enquanto que uma onda com frequência igual a 1000 Hz repete 1000 ciclos em um intervalo de um segundo. Quanto menor é a frequência fundamental de uma onda sonora, mais grave é a percepção que temos do som. Em contrapartida, quanto maior a frequência fundamental de uma onda, temos a percepção de que o som é mais agudo.
Um outro conceito relacionado à frequência e de extrema importância para a acústica é o comprimento de onda. O comprimento de onda de uma certa onda sonora é dado pela velocidade do som dividido pela frequência. Definindo a velocidade do som como 344 m/s, obtemos um comprimento de onda de 0,688 metros para uma onda de 500 Hz e 0,344 para uma onda de 1000 Hz. Esta é a distância percorrida por essas duas ondas antes de completarem um ciclo inteiro [4].
A frequência e o comprimento de onda são conceitos importantíssimos para um bom entendimento de como a onda sonora se comporta. Entender este conceito faz com que consigamos analisar profundamente a natureza de um som, questões de timbre e tantas outras características. Mas a frequência não é a única característica importante neste nosso estudo, precisamos estar atentos também à amplitude da onda sonora.
Amplitude e o nível de pressão sonora
Quanto à amplitude, ela está diretamente relacionada com a nossa percepção de intensidade do som. Se aumentarmos o volume do nosso som do carro, por exemplo, estaremos automaticamente aumentando a amplitude do som originado pelos alto-falantes. O som, quando se propaga no ar, provoca um deslocamento de ar que, por consequência, provoca diferenças de pressão no ambiente. Essa diferença de pressão em acústica é geralmente lida em termos de nível de pressão sonora, ou NPS, e dada em decibel (dB). Para ler os níveis de pressão sonora utilizamos um equipamento chamado sonômetro, também popularmente conhecido como decibelímetro (é importante lembrar que a palavra decibelímetro não é aceita como um termo técnico apropriado para o equipamento).
Amplitude e frequência são as duas características básicas de uma onda sonora, este é o primeiro passo para entender como acontece a propagação do som em um ambiente. Agora que você entende bem esses dois conceitos, estamos prontos para aprofundar nossas discussões em acústica e abordar conceitos cada vez mais complexos.
Referências:
[1] LONG, Marshall. Architectural acoustics. Elsevier, 2005.
[2] https://www.acs.psu.edu/drussell/demos/waves/wavemotion.html
[3] JARUSZEWSKA, Karolina et al. ArAc-Multibook of Architectural Acoustics. Energy Procedia, v. 78, p. 8-12, 2015.
[4] EVEREST, F. Alton. Master handbook of acoustics. 2001.