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Intensidade, altura e timbre

Intensidade, altura e timbre são as qualidades fisiológicas do som e estão relacionadas a como o sistema auditivo percebe as ondas sonoras.

É comum darmos mais valor ao sentido da visão. No entanto, se misturarmos duas radiações puras, como vermelho e amarelo, nossa visão não é capaz de distingui-las, ou seja, veremos uma cor alaranjada. Por outro lado, com nossos ouvidos, podemos distinguir diversos sons, mesmo aqueles que recebemos em conjunto. Por exemplo, se ouvirmos uma orquestra tocar, temos a possibilidade de identificar cada um dos diversos instrumentos musicais que atuam ao mesmo tempo.

As ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais. Isso quer dizer que uma onda sonora propaga-se em diversos meios materiais, mas não se propaga no vácuo. A sensibilidade do ouvido humano, às ondas sonoras, sofre variação de pessoa para pessoa.

Podemos afirmar que são inúmeras as grandezas físicas que caracterizam um som. Uma que conhecemos muito bem é a intensidade. As ondas sonoras podem ser mais intensas (é o mesmo que dizer som forte) ou menos intensas (é o mesmo que dizer som fraco). Portanto, definimos como intensidade (I) a energia transportada perpendicularmente pela onda através de uma superfície por unidade de tempo e também por unidade de área.

Simplificando toda essa afirmação, dizemos que a intensidade nada mais é do que a potência por unidade de área, que no Sistema Internacional de Unidades (SI) é dada por watt por metro quadrado (W/m2).

Sendo assim, dizemos que o ouvido humano tem a capacidade de detectar sons com intensidades que variam de 10-12 W/m2 a 1 W/m2. Isso significa dizer que entre a mínima intensidade sonora que ouvimos e a máxima que podemos ouvir há um intervalo de 1012. Por causa do tamanho desse intervalo, a intensidade pode ser expressa pela utilização de uma grandeza mais apropriada. Essa grandeza foi denominada intensidade ou nível sonoro (β), é dada em decibel (dB) e é definida pela seguinte expressão:

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O valor de referência para a intensidade sonora mínima, ou seja, o som mais fraco que podemos ouvir é denominado limiar de audição e possui o valor de referência de I0= 10-12 W/m2. A unidade decibel foi dada em homenagem a Alexander Graham Bell. A tabela abaixo fornece alguns valores representativos da intensidade e do nível sonoro.

 Intensidade e nível de intensidade sonora

Diariamente, vemos pessoas conversando nos parques, ao telefone celular, etc. Se prestarmos atenção, ouviremos uma diferença entre a voz de um homem e a voz de uma mulher. A diferença básica é que a voz do homem é mais “grossa”, e a da mulher é mais “fina”. Quanto às ondas sonoras, os termos “grossa” e “fina” são classificados em som grave e som agudo, portanto, podemos dizer que o homem tem voz mais grave; e a mulher, voz mais aguda. A altura também é outra qualidade do som.

Uma terceira qualidade que podemos destacar sobre o som é o timbre. É ele que nos permite fazer a distinção entre dois sons com mesma frequência (mesma altura) e intensidade, emitidos por uma mesma fonte sonora. Por exemplo, se um piano e uma flauta tocam a mesma nota musical, podemos perceber, pois nosso sistema auditivo percebe sensações diferentes, ou seja, os dois instrumentos possuem timbres diferentes.

Trabalhadores submetidos a determinados tipos de ruídos devem utilizar protetores auriculares
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Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(UFAM) Considere as seguintes afirmativas sobre as ondas sonoras:

I. O som é uma onda mecânica progressiva longitudinal cuja frequência está compreendida, aproximadamente, entre 20Hz e 20kHz.

II. O ouvido humano é capaz de distinguir dois sons de mesma frequência e mesma intensidade desde que as formas das ondas sonoras correspondentes a esses sons sejam diferentes. Os dois sons têm timbres diferentes.

III. A altura de um som é caracterizada pela frequência da onda sonora. Um som de pequena frequência é grave (baixo) e um som de grande frequência é agudo (alto).

IV. Uma onda sonora com comprimento de onda de 10 mm é classificada como ultrassom.

V. A intensidade do som é tanto maior quanto menor for a amplitude da onda sonora.

Assinale a alternativa correta:

DADO: Quando necessário, adote o valor de 340 m/s para a velocidade do som no ar.

a) Somente as afirmativas I, II, III e IV estão corretas.

b) Somente as afirmativas II, III e V estão corretas.

c) Somente as afirmativas I, III, IV e V estão corretas.

d) Somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas.

e) Somente as afirmativas I, II, IV e V estão corretas.

Questão 2

(Escola Bahiana de Medicina - Adaptada) Um projeto desenvolvido por uma equipe de brasileiros está entre os 18 vencedores do prêmio The World Summit Youth Award, competição global entre jovens desenvolvedores e empreendedores digitais com menos de 30 anos de idade que elaboram projetos na internet e tecnologia móvel com base nos Objetivos de Desenvolvimento do Milênio da ONU. O projeto brasileiro premiado, feito por desenvolvedores de Pernambuco, coordenado pelo cientista da computação Marcos Penha, é de óculos para pessoas cegas, que funciona em auxílio à bengala. Assim que o aparelho detecta um obstáculo próximo à pessoa cega, ele emite um sinal que aumenta à medida que o objeto se aproxima. O sinal é sentido por meio de vibrações de uma pulseira ou colar, sendo possível regular a intensidade da vibração de acordo com a sensibilidade de quem usa o aparelho. Admitindo-se hipoteticamente que um desses óculos tenha sido regulado de tal modo que o usuário, a uma distância x de um obstáculo fixo, percebe um nível sonoro de 40dB, pode-se afirmar que a intensidade do som, em w/m2, era de:

Intensidade mínima audível: I0 = 10 – 12 w/m2.

a) 10 – 8

b) 10 – 4

c) 10

d) 10 2

e) 10 4

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