Como as ondas sonoras viajam?

9ª Ciência grau, um pouco mais avançado

Ondas sonoras são essencialmente variações de pressão que existem, neste exemplo, no ar, que é feito de moléculas. Para ajudar a visualizar a natureza das ondas sonoras, imagine-se em uma banheira de água com um brinquedo de plástico flutuando na sua frente. Se você criar ondas empurrando sua mão na superfície da água, as ondas vão empurrar o barco e movê-lo de uma extremidade da banheira para a outra. Agora pense nas ondas e no barco como se fosse som. Se as ondas se movem, o barco também se move (que é o som). Quanto maior a onda, mais o barco se moverá para cima e para baixo e viajará mais longe, porque as ondas sonoras, como as moléculas que vibram, se dissipam à distância. Agora, se você estivesse em uma grande piscina, precisaria de ondas maiores para empurrar o barco (som) para a outra extremidade.

Hora de jogar dominó

Quando uma vibração faz com que as moléculas vibrem, não é a primeira molécula que está excitada a alcançar o ouvido, pulando todas as outras moléculas. Em vez disso, quando essa molécula é excitada e salta, ela começa a ligar todas as moléculas ao seu redor que, por sua vez, estão ligadas ao seguinte. Agora coloque suas peças de dominó em uma linha, feche o suficiente para que, quando a primeira cair, caia na segunda e depois na segunda, e assim por diante. Agora empurre o primeiro e isso fará com que toda a linha caia. Agora, em vez de uma linha reta, faça um padrão em Y usando algumas das peças. Na parte superior do Y, inicie mais dois ramos e, no topo desses ramos, faça o mesmo até ficar sem peças. Mais uma vez, atire na primeira peça e observe como todos os outros caem e juntam a árvore em Y que você construiu. Isso mostra com mais precisão como as ondas sonoras não se movem apenas em linha reta, mas também de forma esférica ou cônica.

Hora de guardar brinquedos

Para o som viajar, precisa de um meio que contenha moléculas. Pode ser água, aço, concreto ou qualquer coisa que tenha as moléculas próximas o suficiente umas das outras para que possam vibrar e transmitir sons. De fato, quanto mais próximas as moléculas estiverem, mais rápido o som irá viajar. Essa é a razão pela qual quando você coloca o seu ouvido nos trilhos de um trem, você pode ouvi-lo se aproximando muito antes de ouvir o som no ar. As moléculas de aço são muito mais estreitas umas das outras do que as do ar. Esta é também a razão pela qual não há som no espaço. As moléculas no espaço estão tão distantes umas das outras que, quando uma delas está próxima de uma vibração, ela começa a dançar com o barulho do ruído, mas não tem outras moléculas para passar pela vibração. Em particular, não há meios pelos quais as ondas sonoras possam viajar.

Na Universidade

Quando as ondas sonoras viajam de uma fonte, elas são conhecidas como ondas de compressão. Devido ao estado excitado das moléculas, elas se comprimem enquanto vibram. No entanto, uma vez que a vibração tenha passado, as moléculas que são deixadas para trás interrompem sua vibração porque transferiram a energia. Aqueles deixados para trás experimentam uma rarefação. Esta é uma explicação mais técnica do que os cientistas querem dizer quando falam sobre ondas sonoras. Isso se parece com isso e pode ser diagramado como um gráfico bidimensional.

Por que ouvimos coisas

Quando essas moléculas vibrantes chegam ao ouvido externo, elas entram em um funil no ouvido interno, onde uma fina membrana estendida "aprisiona" as vibrações, que são flutuações na pressão do ar. O corpo então os traduz em sinais elétricos que são transmitidos ao cérebro, o que acaba decifrando-os. É um processo bastante complexo, mas isso é o básico.