Altura e intensidade do som – comparação de dois sons no osciloscópio
CiênciasLuz e somIdades 12–13
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Um diapasão ou uma corda vibra com frequência f e amplitude A escolhidas pelo estudante; um osciloscópio mostra a forma de onda e escalas indicam a intensidade (dB) e a altura do som. Quanto maior a frequência, mais agudo o som; quanto maior a amplitude, mais forte o som; ative o modo de comparação para ver dois sons na mesma tela. Um botão Ouvir reproduz o som real, e a faixa audível pelo ouvido humano, de 20 Hz a 20.000 Hz, fica indicada. Mais duas telas: Timbre compara as formas de onda e os espectros de harmônicos de instrumentos tocando a mesma nota (com um instrumento misterioso para identificar), e Nível sonoro coloca um medidor à distância escolhida de uma ou duas fontes, com absorvedores, β = 10·log(I/I₀), a lei 1/r² e limites diários de exposição ao ruído.
Aula: Intensidade e altura do som
O que mostra
A altura depende da frequência e a intensidade da amplitude: um diapasão ou uma corda vibram enquanto um osciloscópio traça a onda. Instrumentos tocando a mesma nota se repetem com a mesma frequência fundamental f₁, mas misturam os harmônicos 2f₁, 3f₁… em proporções diferentes, o que dá a cada um seu timbre. O nível de intensidade em decibéis é β = 10·log(I/I₀), com I₀ = 10⁻¹² W/m²; a partir de uma fonte pontual I ∝ 1/r², então β cai 6 dB quando a distância dobra, e duas fontes iguais somam 3 dB. Acima de 85 dB, o tempo diário recomendado cai pela metade a cada 3 dB.
Como usar
Em Altura e intensidade, pressione Comparar altura ou Comparar intensidade e arraste sobre o osciloscópio para contar oscilações. Em Timbre, ajuste a Frequência fundamental f₁, escolha Som A e Som B, compare as ondas e os espectros e pressione Ouvir A ou Ouvir B; escolha Instrumento misterioso para o Som B e identifique-o. Em Nível sonoro (dB), ajuste o nível da fonte, as Fontes e um absorvedor, arraste o medidor ou o controle de distância, pressione Registrar medida e responda às Tarefas.
Parâmetros que você pode mudar
- Frequência do som 1 10–30000 Hz
- Amplitude de vibração do som 1 0,05–5 mm
- Fonte sonora Diapasão, Corda
- Comparar com um segundo som
- Tela Altura e intensidade, Timbre, Nível sonoro (dB)
Perguntas para explorar
- Como o traço de um som de 880 Hz difere do de um som de 440 Hz com a mesma amplitude?
- Por que uma flauta e um violino tocando a mesma nota soam diferentes, e o que eles têm em comum?
- Quantos decibéis cai o nível sonoro quando você passa de 2 m para 8 m de um alto-falante?
