Whatsapp icon Whatsapp

Tubos sonoros

Instrumento de sopro aberto
Instrumento de sopro aberto
É sabido que a física está em praticamente tudo que fazemos no cotidiano. Em alguns momentos ouvimos sons produzidos por alguns instrumentos – de sopro, por exemplo. Eles se parecem com tubos, abertos nas duas extremidades ou abertos em uma e fechados em outras.

Assim, podemos dizer que um tubo sonoro é basicamente uma coluna de ar onde são produzidas ondas estacionárias longitudinais. Essas ondas são produzidas pela superposição de ondas de pressão que são geradas em uma extremidade com as ondas refletidas na outra extremidade.

As ondas de pressão produzidas numa extremidade ocorrem em razão de um dispositivo chamado embocadura. O jato de ar que adentra o tubo é dirigido contra a embocadura, assim ele vai se afunilando, determinando a vibração que dá origem às ondas.

Tubos fechados

Podemos ver na figura abaixo que na extremidade da embocadura a onda estacionária longitudinal forma apenas um ventre e um nó na extremidade fechada. Nesse tipo de tubo, ou melhor, em todos os modos de vibração, há aumento apenas do número de nós intermediários. Vejamos na figura:

Tubo sonoro fechado
Tubo sonoro fechado
De acordo com a figura vemos que a distância entre um ventre e um nó consecutivo equivale a um quarto do comprimento de onda, assim, temos (λ/4). Como a frequência de vibração é dada por f = v/λ, podemos estabelecer que:

Em um tubo fechado, as frequências naturais são múltiplos ímpares da relação (v/4L), como se observa na seguinte equação:



Para i = 1 temos a frequência fundamental, para i = 3 temos o terceiro harmônico, para i = 5 temos o quinto harmônico, etc. Lembramos que um tubo fechado não emite harmônico de ordem par.

Tubos abertos

Podemos ver na figura abaixo que a onda estacionária longitudinal formada apresenta um ventre nas duas extremidades. O modo mais simples de vibrar corresponde a um nó no ponto central. Podemos ver que a cada novo modo de vibração, surge mais um nó intermediário.

Tubos sonoros aberto
Tubos sonoros aberto

A distância entre dois ventres consecutivos é igual a meio comprimento de onda, ou seja, (λ/2), temos que a frequência é dada por f = v/λ. Na equação, v é a velocidade da onda dentro do tubo. Desta forma, podemos estabelecer que:

Em um tubo aberto, as frequências naturais de vibração são dadas pela seguinte equação:



Para N = 1 temos a frequência fundamental, para N = 2 temos o segundo harmônico, para N = 3 temos o terceiro harmônico, e assim por diante.

Por Domiciano Corrêa Marques da Silva
Graduado em Física
Publicado por Domiciano Correa Marques da Silva

Artigos Relacionados

A relação não correspondente entre altura e volume é uma das características das ondas sonoras
5 curiosidades sobre as ondas sonoras
Clique aqui e veja cinco curiosidades sobre as ondas sonoras que se opõem totalmente às percepções do senso comum!
Existem alguns conceitos sobre ondas que você precisa saber!
Cinco coisas que você precisa saber sobre Ondas
Clique aqui e confira cinco coisas que você precisa saber sobre Ondas para compreender melhor alguns fenômenos do cotidiano.
Movimento Harmônico Simples (M. H. S)
Energia mecânica do MHS
Em um sistema massa-mola que realiza um MHS, a energia mecânica do sistema é a soma das energias cinética e potencial.
Movimento Oscilatório
Movimento Oscilatório, o que é Movimento Oscilatório, exemplos de Movimentos Oscilatórios, como é calculado o Movimento Oscilatório, fórmulas para se calcular o Movimento Oscilatório.
Exemplos de reflexão de ondas
Reflexão de uma onda
Clique aqui e entenda o que é a reflexão de uma onda e veja alguns exemplos!
Instrumento musical
Timbre
A característica de distinguir sons de mesma frequência é denominada timbre.
video icon
Português
Tempos derivados do presente do indicativo
São derivados do tempo presente do indicativo o pretérito perfeito do indicativo, o presente do subjuntivo e o imperativo verbal. Assista a esta videoaula para conferir como se dá a formação de cada um deles.

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Videoaula Brasil Escola
Inglês
Genitive Case
É hora de aperfeiçoar sua gramática na Língua Inglesa. Assista!
video icon
Videoaula Brasil Escola
Sociologia
Democracia racial
Você sabe o que significa democracia racial? Clique e nós te ensinamos!
video icon
Tigres Asiáticos
Geografia
Tigres Asiáticos
Assista à nossa videoaula sobre os Tigres Asiáticos, e conheça as razões do desenvolvimento rápido desses territórios.