domingo, 8 de julho de 2012

O poder dos sons

Cada nota possui sua frequência sonora, como um A4 (O lá acima do Dó central) que possui 440hz.
Mas no mundo da física, uma frequência sonora é muito mais que notas musicais.

O som nada mais é que vibrações na pressão do ar, existem vibrações em diversas frequências, denominadas hertz. Basicamente uma vibração lenta, produz um som mais grave, e uma vibração mais rápida, produz um som mais agudo.

O ser humano é capaz de escutar frequências entre 20hz e 20.000hz (ou 20khz). Porém, existem outras frequências, que nós não conseguimos identificar. Frequências acima de 20.000hz são chamadas de ultra-som, enquanto frequências abaixo de 20hz, são chamadas de infra-som.

Os diferentes animais possuem uma faixa de frequências diferentes, reconhecendo sons que seria impossível a um ser humano, como segue a lista:

Gatos: 10hz a 60.000 Hz
Cães: 15hz a 50.000 Hz
Morcegos: 10.000hz a 120.000 Hz
Golfinhos: 10.000hz a 240.000 Hz

Alguns animais são capazes até mesmo de "prever o tempo", isto porque, fenômenos como a chuva, o vento, e até mesmo as ondas do mar, produzem sons que humanos não são capazes de escutar.
Não só capazes de escutar frequências que nós humanos não somos capazes, alguns animais também, por possuirem uma capacidade auditiva mais ampla, usam as frequências sonoras para se comunicar entre si, se guiar, e evitar predadores.

Caso nós fossemos capaz de escutarmos infra-sons, seríamos capazes até mesmo de escutar os músculos de nosso corpo trabalhando.

Imagem ultra-som
Sabendo disso, o homem consegue usar este conhecimento a seu favor, por exemplo: Com máquinas de ultra-sonografia, que permitem visualizar orgãos do corpo humano de modo não invasivo em imagens seccionais e tridimensionais, através do eco produzido pela frequência sonora no corpo do paciente.

O sonar, antigamente utilizado para localização de submarinos inimigos durante a guerra, que acoplado à um receptor, emite ondas ultra-sônicas que se propaga pelas águas, reflete no fundo do oceano e nos objetos (submarinos ou peixes), e retorna ao receptor com informações como profundidade do oceano, e a localização de objetos.

Até mesmo crianças começaram a tirar proveito de sons de alta frequência. O Mosquitone também conhecido como "Zumbitone" é uma freqência de 14,4khz que alunos começaram a usar como toque de celular. Esta frequência é inaudível para adultos, que perdem parte da percepção sonora ao atingir certa idade. Então, a "utilidade" deste som, seria de poder usar o aparelho celular e trocar mensagens sem que fossem pegos pelo professor. Originalmente, o Mosquitone foi uma frequência de 17khz desenvolvido para controlar adolescentes, funcionando como um tipo de sirene para dispersá-los.

O ultra-som é até mesmo utilizado para adestramento de cães, ensinando-os a ter certos comportamentos ao ouvir o som de um apito ultra-sônico.

Infrassons, ao contrário de outras frequências, são pouco sujeitas à perturbações ou interferências quando se propaga pelo ar, portanto, uma frequência sonora muito mais poderosa.
Um elefante pode produzir frequências infra-sônicas que podem ser detectadas a uma distância de até 2km.
Já o rugido de um tigre possui uma frequência infra-sônica capaz de paralisar suas presas.
Uma frequência infra-sônica é tão poderosa que pode até mesmo destruir contruções e estourar orgãos humanos, com este conhecimento, buscam produzir armas de guerra utilizando de ondas infra-sônicas.


A voz humana: O Primeiro instrumento musical
De modo simples, podemos dizer que um instrumento musical é qualquer coisa capaz de gerar diversas frequências sonoras, ou, como nós músicos conhecemos: Notas musicais.
Cada pessoa possui um registro vocal dependendo de sua voz, podendo ser:

Baixo: 80 a 365 Hz
Barítono: 100 a 450 Hz
Tenor: 140 a 540 Hz
Contralto: 180 a 730 Hz
Soprano: 270 a 1230 Hz

Uma pessoa com registro vocal Baixo, possui voz grave, já uma Soprano, possui uma voz alta e aguda.
Segue uma lista da média de frequências produzida por seres-humanos:

Homens: 105 Hz (Lá 1)
Mulheres: 213 Hz (Lá 2)
Crianças: 290 Hz (Ré 3)
Bebês: 449 Hz (Lá 3)


A Velocidade do som
O som possui uma velocidade de 340,29 m/s ou 1224 Km/h (Podendo variar, dependendo do material de propagação):
Borracha: 54 m/s
Água: 1.400 m/s
Ferro: 5.100 m/s
Granito: 6.000 m/s
Aço: 5.900 m/s

Avião atingindo velocidade super-sônica
Quando um avião atinge uma velocidade superior à velocidade do som, este quebra a barreira do som criando um estrondo sônico (Sonic boom), como vemos na imagem ao lado.

O cone branco é formado por gotículas de água condensada, devido à súbita queda de pressão em regiões ao redor da aeronave.

Isso acontece porque, um som, em geral, se propaga para todos os lados, conforme a aeronave vai aumentando sua velocidade, a área de propagação do som vai alterando, se propagando mais para trás da aeronave, que já começa a alcançar a velocidade do som. Quando a aeronave alcança e ultrapassa a velocidade do som, as ondas sonoras não conseguem se propagar para frente da aeronave, já que ela é mais rápida que o som. Ao atingir e ultrapassar esta velocidade, acontece então o efeito da imagem.

Não somente algumas aeronaves são capazes de ultrapassar a velocidade do som, os projéteis de algumas armas saem do cano da arma a uma velocidade superior à velocidade do som, criando por uma fração de segundo o estrondo sônico, mesmo efeito conseguido por algumas aeronaves ao alcançar a velocidade do som. O som que escutamos ao estalar um chicote também é um mini estrondo sônico.


A potência dos sons
O Decibél é uma medida física do som, com ela medimos a potência de um som, em outras palavras, seu volume. O decibél começou a ser utilizado como medição da potência do som pois os Watts possuem uma ampla faixa de variação, por exemplo:

Murmúrio: 0.000.000.001 watt
Grito: 0.001 watt
Orquestra sinfônica: 10 watts
Avião a jato: 100.000 watts

Sendo assim, uma escala logarítmica, como o decibél, é mais adequada para medida dessas grandezas físicas.

Como já diz o título da postagem, as frequências sonoras são realmente poderosas, e assim como já lemos que uma frequência infrassônica pode nos matar, Frequências que sofrem muita amplificação na pressão do ar, ou seja, sons em volume muito alto, não só podem nos fazer perder a audição, como também pode nos matar.

135 dB: Você tem a sensação de que o ar está mais frio;
140 dB: Garganta e cordas vocais passam a vibrar;
142 dB: Seu peito começa a dar golpes de forma intensa;
148 dB: As vibrações começam a ficar desconfortáveis e até mesmo doloridas;
150 dB: Você experiencia uma horrível sensação de esmagamento, como se estivesse no fundo do mar;
155 dB: A compressão e expansão das vibrações podem ser sentida no coração;
158 dB: A vibração fica violenta e causa náuseas intensas; 
165 dB: A cera de seus ouvidos são derretidas.
190 dB: Os tímpanos são rompidos;
198 dB: Morte causada por som (onda de choque).

Para que você tenha uma idéia melhor, confira a lista:

Silêncio: 0dB
Sussurro: 15dBs
Geladeira: 40dBs
Conversa: 60dBs
Secador de cabelo: 70dBs
Despertador: 80dBs
Metrô: 90dBs
Buzina: 110dBs
Shows de Rock: 120 -130dBs
Tiro: 140dBs
Ônibus espacial: 150dBs
Foguete: 180dBs

Na escala de decibéis, um som que é duas vezes mais poderoso possui somente 3dBs a mais, ou seja, isso significa que uma potência de 90dBs é quatro vezes a potência de 84dBs.

Isto é apenas o começo, mas só este pequeno texto já serviu para exemplificar o poder dos sons.
Espero que tenham gostado, até a próxima!

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