Som: A Física das Vibrações
Os morcegos emitem ultrassons (acima de 20 000 Hz) e detectam os ecos para navegar no escuro com uma precisão que nenhum radar artificial iguala. As baleias comunicam com infrassons (abaixo de 20 Hz) que atravessam centenas de quilómetros de oceano. Os cães ouvem frequências até 65 000 Hz — os teus 20 000 Hz são o limite.
O som é uma das experiências mais fundamentais da vida. Mas o que é fisicamente?
O que é o Som
O som é uma onda mecânica de pressão que se propaga por um meio elástico (sólido, líquido ou gás).
Uma fonte sonora vibra → comprime o meio à sua frente → a compressão propaga-se → o teu ouvido detecta as variações de pressão → interpretadas como som pelo cérebro.
O som não se propaga no vácuo — precisa de um meio material.
Características do Som
Frequência (f): número de vibrações por segundo. Unidade: Hz.
- Afecta o tom (agudo ou grave)
- Audível para humanos: 20 Hz a 20 000 Hz
- Infrassons: abaixo de 20 Hz (terremotos, baleias)
- Ultrassons: acima de 20 000 Hz (morcegos, ecografia médica)
Amplitude: magnitude da vibração.
- Afecta o volume (forte ou fraco)
- Medida em decibéis (dB) — escala logarítmica
Velocidade:
- No ar (20°C): ≈ 340 m/s
- Na água: ≈ 1480 m/s
- No aço: ≈ 5000 m/s
- O som propaga-se mais depressa em sólidos e líquidos do que em gases
Escala de Decibéis
A escala de decibéis é logarítmica: cada aumento de 10 dB corresponde a 10× mais potência sonora.
| Sons | dB | |------|-----| | Limiar da audição | 0 dB | | Sussurro | 30 dB | | Conversa | 60 dB | | Tráfego intenso | 85 dB | | Concerto de rock | 110 dB | | Avião a jacto (próximo) | 140 dB |
Danos auditivos a partir de ≈ 85 dB (exposição prolongada) ou ≈ 120 dB (exposição breve).
Eco e Reflexão do Som
O eco é a reflexão do som numa superfície distante. Para ouvires o eco separado do som original, a superfície tem de estar a mais de ≈ 17 m (o ouvido precisa de pelo menos 0,1 s entre os dois sons).
Sonar: usa ecos de ultrassons para medir distâncias subaquáticas (navegação de submarinos, cartografia do fundo do mar).
Ecografia médica: ultrassons de alta frequência penetram o corpo e os ecos permitem "ver" órgãos e embriões sem radiação ionizante.