Ondas sonoras – frequência (altura) e amplitude (intensidade)
CiênciasLuz e somIdades 12–13
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A membrana de um alto-falante vibra, fazendo as partículas de ar num tubo se juntarem e se afastarem; essas camadas de compressão e rarefação se propagam como uma onda sonora, enquanto cada partícula apenas oscila em torno da sua posição de repouso. Arraste os controles de frequência e amplitude: uma frequência maior faz a membrana vibrar mais rápido, dando um som mais agudo, e uma amplitude maior faz as partículas vibrarem com mais força, dando um som mais forte. Um gráfico do deslocamento em função do tempo mostra o período T = 1/f; escolha um meio (ar, água, aço, vácuo) para ver como a velocidade do som muda e que o som não se propaga no vácuo.
Aula: Ondas sonoras; intensidade e altura do som
O que mostra
O som é uma onda longitudinal: a fonte que vibra aproxima as partículas do meio (compressões) e as afasta (rarefações), e esse padrão avança enquanto cada partícula apenas oscila em torno de sua posição de repouso. A frequência, número de vibrações por segundo, determina a altura do som, e o período é T = 1/f. A amplitude determina a intensidade. O comprimento de onda é λ = v/f, então depende da fonte e do meio: entre os meios mostrados, o som é mais rápido no aço e mais lento no ar, e não se propaga no vácuo.
Como usar
Com o Meio em Ar, mude só a Frequência: observe a rapidez da membrana do alto-falante, como o período encurta no gráfico deslocamento × tempo e quanto as compressões se aproximam. Depois fixe a frequência e mude a Amplitude da vibração. Use o Fator de câmera lenta para acompanhar uma única partícula e confirmar que ela não viaja com a onda. Por fim, mude o Meio para Água, Aço e Vácuo e compare a velocidade e o espaçamento das compressões.
Parâmetros que você pode mudar
- Frequência 100–1000 Hz
- Amplitude da vibração 1–10 mm
- Meio Ar (343 m/s), Água (1.500 m/s), Aço (6.100 m/s), Vácuo (não se propaga)
- Fator de câmera lenta 50–500 ×
- Mostrar gráfico deslocamento × tempo
Perguntas para explorar
- Qual é o período de um som de 500 Hz, e como o gráfico confirma isso?
- Se você dobrar a amplitude sem mudar a frequência, o que muda no som e o que continua igual?
- Por que astronautas na Lua não conseguiriam ouvir um ao outro falar sem rádio?
