Acústica

Explicamos o que é a acústica, quais são seus ramos e quais fenômenos acústicos ela estuda. Além disso, o que é poluição sonora.

O que é acústica?

A acústica É o ramo da física que estuda o som. É uma ciência natural dedicada à compreensão dos fenómenos de produção, transmissão, controlo e recepção de som, infra-sons e ultra-sons, bem como os seus efeitos no mundo real.

A acústica define o som como uma vibração, ou seja, a propagação mecânica de ondas através da matériaseja no estado sólido, líquido ou gasoso, e tenta descrever esse deslocamento por meio de fórmulas e princípios matemáticos.

É uma das ciências mais antigas da humanidade, cujos primórdios remontam à Antiguidade Clássica, entre os séculos VI aC. C. e eu d. C., especialmente na Grécia e em Roma. Os seus primeiros estudos formais, realizados por Pitágoras (ca. 569-475 a.C.), tiveram a ver com a compreensão dos sons musicais, para tentar perceber porque é que alguns sons são mais bonitos que outros.

Foi Aristóteles (384-322 a.C.), mais de um século depois, quem descobriu que o som é composto por contrações e expansões do ar, e o primeiro tratado sobre o assunto foi escrito séculos depois pelo arquiteto romano Vitrúvio (80-15 a.C.). ), por volta de 20 AC. c.

Porém, foi após a Revolução Científica do Renascimento que as leis que regem o som começaram a ser descobertas, graças aos estudos da vibração das cordas de Galileo Galilei (1564-1642) e Marin Mersenne (1588-1648). A eles juntar-se-iam mais tarde Isaac Newton (1642-1727) e mais tarde os chamados “gigantes” da acústica: os alemães Hermann Helmholtz (1821-1894) e Lord Rayleigh (1842-1919), entre outros grandes cientistas que estudaram som.

As primeiras tentativas de medir a velocidade do som no ar, uma das conquistas fundadoras da acústica, foram feitas no século XVII e, embora não fossem muito exatas, revelaram que a velocidade das ondas não depende da sua frequência. Em 1738, a Academia de Ciências de Paris alcançou uma medida quase igual ao valor utilizado atualmente: 331,29 metros por segundo.

Hoje em dia, a acústica é uma disciplina importante que Possui inúmeras aplicações técnicastanto no domínio da arquitectura e do planeamento urbano, como na medicina, nas artes e entretenimento, e nas telecomunicações, e mesmo no mundo militar (como o mecanismo de radar).

Veja também: Física

Ramos da acústica

A acústica abrange um conjunto variado de subdisciplinas ou especializações, entre as quais se destacam:

• Acústica arquitetônica. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do movimento do som em edifícios e espaços urbanos, de forma a construí-los de forma a tirar partido da natureza do som.
• acústica musical. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do som no contexto artístico, ou seja, da música e dos sons considerados belos. Lida tanto com instrumentos musicais quanto com sistemas de afinação de escala.
• Acústica fisiológica. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do funcionamento do aparelho auditivo, suas doenças, distúrbios e outras implicações.
• Electroacústica. Ramo da acústica que se dedica ao estudo da captação, reprodução, amplificação e produção de som através de dispositivos eletrônicos como microfones ou alto-falantes.
• Acústica subaquática. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do som quando este é produzido e transmitido debaixo de água.
• Psicoacústica. Ramo da acústica que se dedica ao estudo das relações entre o som e a mente humana, ou seja, a forma como o ser humano reage ao som.
• Bioacústica. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do som nos seres vivos, especialmente nos animais: a função dos sons que emitem, a disposição do aparelho vocal, entre outros.
• Acústica industrial. Ramo da acústica que se dedica ao estudo do som gerado pelas atividades produtivas humanas, as formas de poluição sonora e o impacto do som no ambiente de trabalho.

Fenômenos acústicos

O som se propaga no ambiente físico na forma de ondas mecânicas, cujas propriedades permitem que sofram diversas alterações e transformações, conhecidas como fenômenos acústicos. Os principais fenômenos são:

• Reflexão. É um fenômeno que ocorre quando as ondas sonoras encontram um objeto físico que altera ou modifica seu caminho original, o que produz um efeito rebote que pode enviá-las de volta à sua fonte original. Dependendo das condições em que ocorre a reflexão, outros fenômenos semelhantes podem ocorrer, tais como:
  • O eco. É um tipo de reflexão sonora em que a onda retorna ao seu emissor após impactar uma superfície reflexiva, em ciclos de intervalo próximo a 0,1 segundos. É semelhante ao efeito que a luz produz ao atingir o espelho, devolvendo parte dos seus próprios sons ao emissor, como em longas cavernas onde podemos ouvir a nossa voz repetida em nossa direção.
  • A reverberação. É um fenômeno associado à reflexão sonora, em que um som pode ser ouvido algum tempo depois de ter deixado de ser emitido, ou seja, quando seu emissor está em silêncio. Este fenómeno também se deve à persistência acústica, e é interpretado como um prolongamento dos sons iniciais, como no caso do ruído que acompanha uma explosão.
  • ondas estacionárias. É um fenômeno que ocorre quando uma onda refletida é adicionada à onda original no mesmo eixo, o que modifica as propriedades de ambas e aumenta ou diminui sua amplitude, de modo que o som resultante é muito diferente daquele emitido. Isto é o que acontece quando um microfone grava a saída de seu próprio som em um alto-falante, ou seja, quando o opinião.
• A absorção. É um fenômeno que pode ser considerado o oposto da reflexão, pois neste caso as ondas sonoras, ao encontrarem uma barreira física, não alteram seu curso, mas são canceladas ou neutralizadas, parcial ou totalmente. Este fenómeno é utilizado para insonorizar determinados espaços, como locais onde se pratica música, evitando que as ondas se propaguem para fora.
• A refração. É um fenômeno que ocorre quando as ondas sonoras se propagam de um meio físico para outro (por exemplo, do ar para a água ou vice-versa), e no processo sua velocidade e direção são modificadas, em um grau equivalente às propriedades físicas. . do ambiente para onde se deslocam. Podemos vivenciar esse fenômeno se mergulharmos em uma piscina e ouvirmos quem fala na superfície.
• difração. É um fenômeno que ocorre quando as ondas sonoras encontram um obstáculo em seu caminho, circundam-no e convertem a superfície do obstáculo em uma fonte de ondas secundárias (ondas difratadas), o que faz com que o som se disperse no ambiente. Também pode ocorrer quando as ondas sonoras passam por uma pequena abertura e se propagam para o novo ambiente, como quando falamos através de um tubo e a nossa voz emerge distorcida do outro lado.
• A interferência. É um fenômeno que ocorre devido à superposição de duas ondas sonoras harmônicas, que modificam suas propriedades no processo. Quando esta superposição provoca ganho de amplitude, falamos de interferência construtiva; Quando, porém, a amplitude é perdida, falamos de interferência destrutiva. É o que acontece quando estamos em um ambiente cheio de gente conversando e fica difícil ouvir quem está ao nosso lado.
• O efeito doppler. É um fenômeno que ocorre quando o emissor das ondas se move rapidamente em relação ao receptor, seja se afastando ou se aproximando, e esse movimento afeta a frequência das ondas sonoras. É o que acontece quando uma ambulância passa por nós e seu som característico ganha frequência ao se aproximar e perde quando se afasta.

Contaminação acústica

Poluição sonora é a emissão contínua de sons intrusivos em um ambiente ou ecossistema, que produzem ruído e impedem ou dificultam a propagação de sons naturais típicos do referido ambiente. A poluição sonora é muito perceptível nas cidades, onde a acumulação de sons pode tornar-se intolerável e até fisicamente prejudicial ao organismo, enquanto nas zonas rurais e selvagens há uma menor incidência de ondas sonoras incómodas.

Este tipo de poluição Tem efeitos na flora e na fauna dos habitats e especialmente na estabilidade psicológica das pessoaspois pode induzir estados de agitação, desprazer, angústia ou distração.

Mais em: Poluição sonora

Referências

• “Acústica” na Wikipedia.
• “A natureza do som” na Universidade Nacional de Rosário (Argentina).
• “Acústica: âmbito da ciência sonora” no Instituto Tecnológico de Buenos Aires (Argentina).
• “Acústica (física)” na Enciclopédia Britânica.