A acústica é a parte da Física dedicada ao estudo do som.

Ondas Sonoras

Ondas sonoras são ondas mecânicas longitudinais, capazes de sensibilizar o ouvido humano, que consegue perceber sons com oscilações na faixa de 20 Hz até 20.000 Hz (20 kHz), aproximadamente. Outros animais têm limites diferentes, escutando sons mais graves ou mais agudos.

Intensidade do som (volume) de alguns eventos e lugares cotidianos.
Frequência do som (baixa=grave / alta=agudo) de alguns instrumentos e fenômenos.
A velocidade do som depende do meio em que este se propaga, a tabela abaixo dá alguns exemplos de meios materiais e a velocidade do som nestes meios.
Velocidade do Som
Meio Velocidade (m/s)
Ar a 0 \(^oC\) 331
Ar a 15 \(^oC\) 340
Água a 20 \(^oC\) 1482
Alumínio 6420
Aço 5941
Granito 6000

Alguns fenômenos que ocorrem com ondas sonoras são:

Eco
É o fenômeno que ocorre quando o som é refletido por um obstáculo a uma distância superior a 17 metros. Nesta distância, há um intervalo de tempo superior a \(0,1 s\) (1 décimo de segundo) entre a chegada do som proveniente da fonte e do som refletido. Neste caso, conseguimos distinguir entre os dois sons e ouvimos o som com eco.
Reverberação
Ocorre quando há prolongamento da sensação auditiva em virtude da reflexão do som, isto é, quando entre a chegada do som direto e a do som refletido há um intervalo de tempo inferior a \(0,1s\) .

Algumas características e nomenclaturas das ondas sonoras são apresentadas a seguir:

Altura
Qualidade que permite diferenciar um som grave (baixa frequência) de um agudo (alta frequência). Não confundir com volume.
Som grave \(\rightarrow\) baixa freqüência.
Som agudo \(\rightarrow\) alta freqüência.
Intensidade
Qualidade que permite diferenciar um som forte de um fraco (volume).
Timbre
Qualidade que permite classificar os sons de mesma altura e de mesma intensidade, emitidos por fontes distintas. O timbre tem relação com o formato da onda.
Intervalo ( \(i\) )
O intervalo entre dois sons é o quociente de suas frequências: \( i = \frac{f_2}{f_1}.\)
Nível sonoro ( \( \beta \) )
Conforme um observador se afasta/aproxima de uma fonte sonora, o nível sonoro diminui/aumenta rapidamente, sendo mais conveniente descrever esta intensidade assim: $$ \beta = 10 \cdot log ( \frac{I}{I_o} ),$$ onde \( I_0 \) é uma intensidade de referência, em geral, se escolhe o limiar de audibilidade ( \( 10^{-12} W / m^2 \) ) e \(I\) a intensidade física do som de interesse.
Decibel ( \(dB\) )
Unidade mais comum de nível sonoro. \( 1 dB = 10^{-1} B \) (Bel).
OBS: O aparelho que mede o nível sonoro é o decibelímetro . Este aparelho é utilizado para conferir se os carros estão dentro do padrão de emissão de ruídos segundo as normas do CONTRAN. É importante recordar isto, pois é cobrado em provas teóricas para conseguir a carteira de habilitação de motorista.