Eco e reverberação
Na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» para uma encosta distante e, passados uns segundos, ouve o «olá!» de volta. Na sala de aula, a voz da professora parece prolongar-se um pouco depois de cada frase, mas ninguém ouve nenhuma repetição. Será o mesmo fenómeno? No fim da página vais saber responder.
O som também se reflete
Quando uma onda sonora chega a uma superfície, parte da energia reflete-se: o som volta para trás, tal como uma bola que bate numa parede. Outra parte é absorvida pelo material e deixa de ser ouvida.
A reflexão é mais forte em superfícies duras e lisas (betão, vidro, azulejo, rocha). A absorção é maior em materiais macios e porosos (cortinas, alcatifa, espuma, pessoas).
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de…
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de aula, repara que a voz da professora parece prolongar-se ligeiramente depois de cada frase, sem que se perceba qualquer repetição.
- a) Identifica o fenómeno acústico observado na serra e o observado na sala de aula.
- b) Explica, referindo a reflexão do som nas superfícies e o tempo que o som refletido demora a chegar ao ouvido, por que razão num caso se ouve o som repetido e no outro não.
- c) Indica uma alteração simples ao espaço da sala de aula (algo que se possa acrescentar às paredes, ao teto ou ao chão) que reduzisse o prolongamento do som, e justifica.
Eco e reverberação
O ouvido humano só consegue separar dois sons se entre eles passar mais de $0{,}1\ \text{s}$. É este valor que distingue os dois fenómenos.
Porquê esta diferença? Depende da distância à superfície refletora. Numa encosta distante, o som percorre um caminho longo até voltar e demora a regressar: há eco. Numa sala pequena, as paredes estão perto, o som refletido chega quase de imediato: há reverberação.
| Eco | Reverberação | |
|---|---|---|
| Tempo entre som e som refletido | $> 0{,}1\ \text{s}$ | $< 0{,}1\ \text{s}$ |
| O que se ouve | Repetição separada | Som prolongado |
| Onde acontece | Superfície distante (encosta, falésia) | Espaços fechados (salas, igrejas) |
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de…
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de aula, repara que a voz da professora parece prolongar-se ligeiramente depois de cada frase, sem que se perceba qualquer repetição.
- a) Identifica o fenómeno acústico observado na serra e o observado na sala de aula.
- b) Explica, referindo a reflexão do som nas superfícies e o tempo que o som refletido demora a chegar ao ouvido, por que razão num caso se ouve o som repetido e no outro não.
- c) Indica uma alteração simples ao espaço da sala de aula (algo que se possa acrescentar às paredes, ao teto ou ao chão) que reduzisse o prolongamento do som, e justifica.
Calcular a distância a partir do eco
Para ouvir um eco, o som tem de ir até à superfície e voltar. A distância total percorrida é, por isso, o dobro da distância à superfície. Com $v = \dfrac{d}{\Delta t}$, a distância total é $v \times \Delta t$ e a distância à superfície é
$$d = \frac{v \times \Delta t}{2}$$No ar, a velocidade do som é cerca de $340\ \text{m/s}$.
Distância mínima para ouvir eco
Para haver eco, o intervalo de tempo tem de ser superior a $0{,}1\ \text{s}$. Com $\Delta t = 0{,}1\ \text{s}$, a distância total é $340 \times 0{,}1 = 34\ \text{m}$, e a distância à superfície é $34 \div 2 = 17\ \text{m}$.
Em frente à parede vertical de uma falésia, a Carolina bate palmas uma única vez e ouve o eco $2,0\ \text{s}$ depois. A velocidade de propagação do som no ar é…
Em frente à parede vertical de uma falésia, a Carolina bate palmas uma única vez e ouve o eco $2,0\ \text{s}$ depois. A velocidade de propagação do som no ar é $340\ \text{m/s}$.
- a) Calcula a distância total percorrida pelo som desde as palmas até à audição do eco.
- b) Determina a que distância da falésia se encontra a Carolina.
- c) O ouvido humano só distingue como sons separados dois sons que cheguem com um intervalo de tempo superior a $0,1\ \text{s}$; abaixo disso, perceciona um único som prolongado. Determina a distância mínima a que a Carolina deve estar da falésia para ouvir eco e explica o que se ouve a distâncias menores.
Acústica das salas
Em salas de espetáculo, como a Casa da Música, o Coliseu ou a Altice Arena, a reverberação tem de ser controlada. Se for excessiva, as palavras e as notas misturam-se e o som perde nitidez. Se for quase nula, o som parece «seco» e sem corpo.
Para controlar a reverberação usam-se materiais absorventes (cortinas, painéis de madeira perfurada, alcatifas, cadeiras estofadas) e superfícies com formas que espalham o som em vez de o enviar todo na mesma direção. Uma sala cheia de pessoas reverbera menos do que vazia, porque as pessoas também absorvem som.
Por isso, para reduzir a reverberação numa sala, colocam-se materiais macios e porosos nas paredes e no teto. Para a aumentar (como numa igreja, que favorece o canto coral), usam-se superfícies duras e lisas.
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de…
Num passeio na Serra da Estrela, a Matilde grita «olá!» na direção de uma encosta distante e, passados alguns segundos, ouve o «olá!» repetido. Mais tarde, na sala de aula, repara que a voz da professora parece prolongar-se ligeiramente depois de cada frase, sem que se perceba qualquer repetição.
- a) Identifica o fenómeno acústico observado na serra e o observado na sala de aula.
- b) Explica, referindo a reflexão do som nas superfícies e o tempo que o som refletido demora a chegar ao ouvido, por que razão num caso se ouve o som repetido e no outro não.
- c) Indica uma alteração simples ao espaço da sala de aula (algo que se possa acrescentar às paredes, ao teto ou ao chão) que reduzisse o prolongamento do som, e justifica.
Em frente à parede vertical de uma falésia, a Carolina bate palmas uma única vez e ouve o eco $2,0\ \text{s}$ depois. A velocidade de propagação do som no ar é…
Em frente à parede vertical de uma falésia, a Carolina bate palmas uma única vez e ouve o eco $2,0\ \text{s}$ depois. A velocidade de propagação do som no ar é $340\ \text{m/s}$.
- a) Calcula a distância total percorrida pelo som desde as palmas até à audição do eco.
- b) Determina a que distância da falésia se encontra a Carolina.
- c) O ouvido humano só distingue como sons separados dois sons que cheguem com um intervalo de tempo superior a $0,1\ \text{s}$; abaixo disso, perceciona um único som prolongado. Determina a distância mínima a que a Carolina deve estar da falésia para ouvir eco e explica o que se ouve a distâncias menores.