Do ponto de vista da física, o que significa dizer que um som é alto?

Alguns conceitos científicos contrariam as ideias daquilo que julgamos ser possível. Muitos fenômenos para os quais temos uma explicação lógica acontecem na natureza de modo totalmente inesperado. Um bom exemplo é o fato de objetos de massas diferentes chegarem ao chão juntos caso sejam abandonados da mesma altura e as forças de resistência do ar sejam desprezadas. Quando essa situação é imaginada, aquilo que julgamos ser lógico é que o objeto mais pesado chegará primeiro ao solo.

O mesmo ocorre com alguns conceitos relacionados com as ondas sonoras. Os conceitos de velocidade do som, volume e altura, por exemplo, apresentam características que desafiam nossa noção do que seja possível. Outro fato é que alguns termos que são utilizados cotidianamente ganham outro significado quando aplicados de forma científica.

Confira cinco importantes características das ondas sonoras:

1. Volume não está relacionado com a altura

Em nosso dia a dia, os termos volume e altura são utilizados como sinônimos, mas, do ponto de vista científico, esses dois conceitos são diferentes.

A altura é a qualidade do som e está relacionada com a sua frequência. Ela nos permite diferenciar os sons em agudos e graves. Um som agudo possui altas frequências, e o som grave possui frequências baixas.

O volume está relacionado com a intensidade sonora, que é a quantidade de energia emitida por uma fonte sonora por unidade de tempo em relação a certa área.

2. Não podemos ouvir sons muito altos!

O ouvido humano possui uma limitação que o impede de perceber sons de determinadas frequências. O intervalo de frequências audíveis para os seres humanos é para ondas de, no mínimo, 20 Hz e, no máximo, 20.000 Hz. Qualquer onda sonora que esteja fora desse intervalo não é captada pelo sistema auditivo humano.

Imagine uma fonte sonora que emita sons com frequência de 30.000 Hz. Como a altura está relacionada com a frequência, e o valor citado está fora da capacidade humana de audição, podemos dizer que o som de tal fonte é tão alto que não pode ser percebido por um ser humano.

3. O som é mais rápido nos sólidos

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O som é uma onda mecânica, o que significa que as ondas sonoras precisam de um meio de propagação, isto é, um lugar para propagar-se. Por essa razão, o som não se propaga no vácuo, pois, nesse meio, não há moléculas pelas quais o som possa fluir.

Quanto mais próximas estiverem as moléculas do meio de propagação, mais velozes as ondas sonoras serão. Sendo assim, podemos entender que a velocidade do som em meios sólidos é maior do que em meios líquidos e maior ainda do que em meios gasosos.

VSÓLIDOS > VLÍQUIDOS > VGASES

É possível perceber primeiramente a aproximação de um trem pelo som produzido nos trilhos do que pelo ar. O som gerado por uma locomotiva propaga-se tanto pelo ar quanto pelos trilhos. Como os trilhos estão no estado sólido, as ondas sonoras possuem maior velocidade e podem ser percebidas antes das ondas que se propagam pelo ar.

4. As ondas sonoras não podem ser polarizadas

A polarização é o fenômeno por meio do qual uma onda transversal, que se propaga em diversas direções, tem uma de suas direções de propagação selecionada por um dispositivo denominado de polarizador. Esse fenômeno ocorre somente com as ondas transversais, que possuem direção de propagação perpendicular à direção de vibração.

Como o som é uma onda longitudinal, possui direção de propagação paralela à direção de vibração e não pode ser polarizado.

5. Raios versus trovões

Instantaneamente após um raio, pode-se ouvir o som de um trovão. Os trovões surgem pelo aumento de temperatura gerado pela descarga elétrica, que é capaz de aumentar a temperatura das massas de ar, que se expandem e chocam-se com massas de ar frias, gerando o som característico dos trovões.

O relâmpago sempre é percebido primeiro que o trovão, pois, a velocidade de propagação da luz é muito superior à velocidade de propagação do som. Enquanto a luz se propaga com velocidade de 300 milhões de metros por segundo, o som flui pelo ar a apenas 340 metros por segundo.

O que é um som alto na física?

O que faz o som ser alto?

O que significa a altura do som?