O som como onda
Na Nazaré, quando a Leonor está na praia, ouve o estrondo das ondas muito antes de as ver a chegar à areia. Mas, no espaço, uma explosão enorme não faria barulho nenhum. Porquê? Para perceberes isto, vais descobrir o que é o som e o que acontece quando ele "viaja".
O som nasce de uma vibração
Põe os dedos na garganta e diz «aaaa». Sentes um tremor? São as tuas cordas vocais a vibrar. Toda a fonte sonora (um altifalante, uma guitarra, um diapasão) produz som porque algo nela vibra, isto é, move-se rapidamente para um lado e para o outro.
Uma vibração que se transmite de ponto para ponto forma uma onda. A vibração propaga-se, mas o material não viaja com ela: numa corda, cada ponto limita-se a subir e a descer.
As zonas onde as partículas do ar estão mais juntas chamam-se compressões (pressão mais alta). As zonas onde estão mais afastadas chamam-se descompressões (pressão mais baixa). Por isso se diz que o som é uma onda de pressão.
O som precisa de um meio material
Como a vibração passa de partícula em partícula (as do ar empurram as vizinhas, e assim sucessivamente), o som só se propaga onde existem partículas: no ar, na água, num sólido. Chama-se a isso meio material.
Na experiência da campânula de vácuo, uma campainha toca dentro de uma campânula de vidro. À medida que a bomba retira o ar, o som exterior enfraquece, embora a campainha continue a vibrar. Com pouquíssimo ar, quase não se ouve nada.
Na aula de laboratório, a professora colocou uma campainha elétrica a tocar dentro de uma campânula de vidro ligada a uma bomba de vácuo. À medida que a bomba retira o…
Na aula de laboratório, a professora colocou uma campainha elétrica a tocar dentro de uma campânula de vidro ligada a uma bomba de vácuo. À medida que a bomba retira o ar do interior da campânula, os alunos continuam a ver o martelinho a bater na campainha, mas o som que se ouve no exterior torna-se cada vez mais fraco.
- a) Explica por que razão o som se torna mais fraco à medida que o ar é retirado, embora a campainha continue a vibrar da mesma maneira.
- b) O que se conclui sobre a propagação do som no vácuo? Justifica com base na observação descrita.
- c) Na Lua não há atmosfera. Explica por que razão dois astronautas próximos um do outro precisam dos comunicadores de rádio dos fatos espaciais para conversar.
A velocidade do som nos materiais
O som não se propaga com a mesma rapidez em todos os meios. Observa a tabela.
| Meio material | Estado físico | Velocidade do som (m/s) |
|---|---|---|
| Ar | gás | 340 |
| Água do mar | líquido | 1 500 |
| Aço | sólido | 5 900 |
Em geral, o som propaga-se mais depressa nos sólidos, depois nos líquidos e mais devagar nos gases.
Porquê? Nos sólidos, os corpúsculos estão muito juntos, por isso cada um transmite depressa a vibração ao vizinho. Nos gases estão muito afastados e a vibração demora mais a passar de um para o outro.
A velocidade, a distância e o tempo relacionam-se por
$$v = \frac{d}{\Delta t}$$O som propaga-se com velocidades diferentes consoante o meio material, como mostra a tabela. | Meio material | Velocidade de propagação do som (m/s) |…
O som propaga-se com velocidades diferentes consoante o meio material, como mostra a tabela.
| Meio material | Velocidade de propagação do som (m/s) |
|---|---|
| Ar | 340 |
| Água do mar | 1 500 |
| Aço | 5 900 |
- a) Em qual dos meios o som se propaga mais depressa? E mais devagar?
- b) Recorrendo ao modelo corpuscular da matéria, explica por que razão o som se propaga, em geral, mais depressa nos sólidos do que nos gases.
- c) Um tripulante encosta o ouvido ao casco metálico do navio e ouve o motor de outro navio ainda afastado, que não consegue ouvir apenas através do ar. Explica esta observação.
Vamos ao gancho do início: na Nazaré, o estrondo das ondas chega-te depois de veres a onda, porque o som demora tempo a percorrer o ar. E numa explosão no espaço não haveria som, pois não há meio material.