Propagação do som: Frequência e velocidade

Explicação

Os sons resultam de vibrações da fonte sonora, que fazem vibrar as moléculas do ar à sua volta. Essas moléculas vão fazer vibrar outras à sua volta, e assim sucessivamente, transferindo energia entre si e propagando a vibração até aos nossos ouvidos.

Propagação e velocidade do som nos diferentes materiais

Uma vez que uma maior densidade do meio material quer dizer que existem mais corpúsculos por unidade de volume capazes de transferir energia entre eles com maior velocidade, sabe-se que a velocidade de propagação do som aumenta com a densidade do meio material.

Nota: Como a densidade dos sólidos é superior à dos líquidos, que por sua vez é superior à dos gases, a velocidade de propagação vai diminuindo ao longo destes meios. Os sons não se propagam no vazio ou no vácuo.

Exemplo

Meio material, estado físico	Temperatura $(ºC)$	Velocidade $(m/s)$
Alumínio, sólido	$20$	$5000$
Água, líquido	$20$	$1482$
Dióxido de carbono, gasoso	$0$	$258$

Velocidade de propagação do som e temperatura

A velocidade de propagação do som aumenta quando a temperatura aumenta, uma vez que existem mais choques devido à maior agitação dos átomos e moléculas (energia cinética), que faz com que seja mais fácil e rápido propagar o som.

Exemplo

À pressão atmosférica normal, a velocidade do som é de $340\,{m/s}$ a $15 ºC$ , e de $343\,m/s$ a $20ºC$ .

Cálculo da velocidade de propagação

A velocidade de propagação pode ser calculada dividindo a distância percorrida pelo som pelo tempo que este demora a chegar ao recetor.

$v=\dfrac{d}{{\Delta}t}$

Exemplo

Uma pessoa vê um raio a cair a $2\space{km}$ de distância, no entanto, só ouve o som depois de $5{,}9\space{s}$ . Qual a velocidade de propagação do som no ar?

A velocidade de propagação do som obtém-se da seguinte maneira:

$v=\dfrac{d}{\Delta{t}}=\dfrac{2000}{5{,}9}=\underline{339\,{m}/{s}}$