O som e as vibrações · o que você ouve não é o ar dele

Está certo?

0:00Alguém fala com você, a uns dois metros de você. Sai ar da boca dele, esse ar chega ao seu ouvido, e é isso que ouve. Está certo, sim ou não? Pensa bem: quase toda a gente escolhe o mesmo aqui. E a maioria erra. Tudo o que faz som vibra.

Tudo o que faz som vibra

0:27Tudo: um diapasão, uma corda de guitarra, as suas cordas vocais, a membrana do alto-falante do seu celular. Olha para este diapasão. Os braços vão e vêm em volta do equilíbrio: para fora, volta, para dentro, volta. Essa volta completa, uma vez, chamamos uma vibração.

0:46E enquanto vibra, se ouve. Se lhe pego, o silêncio é imediato. Sem vibração, sem som.

As partículas não viajam, a vibração sim

0:54Essa vibração tem agora de chegar ao seu ouvido. E para isso precisa de algo para atravessar, uma matéria: é o que chamamos o meio. Quase sempre é simplesmente o ar à sua volta. Olha para as partículas de ar. O braço do diapasão empurra as partículas vizinhas, elas se deslocam, chocam com as vizinhas e voltam.

1:17E as vizinhas fazem exatamente o mesmo. Assim esse empurrão passa, partícula a partícula, até o seu ouvido. Repara bem agora, porque é aqui que quase toda a gente se engana: as partículas em si não viajam. Só vibram em volta do seu lugar. O que viaja é a vibração.

1:43Tal como a onda num estádio cheio: ninguém anda da esquerda para a direita, e mesmo assim a onda dá a volta ao estádio. Uma diferença: no estádio as pessoas sobem e descem, perpendicular à direção da onda. No som as partículas vibram para trás e para a frente ao longo da mesma linha que a onda segue.

2:07Uma vibração assim transmitida se chama onda sonora.

Em que sentido a onda avança?

2:11Olha mais uma vez para essa partícula colorida. Em que sentido viaja a onda, e como se move essa partícula? É aqui que está a diferença para a onda do estádio.

Do tímpano ao microfone: o receptor

2:23No fim essa onda chega a algum lado. Em ti é o tímpano: uma membrana esticada que a onda faz vibrar. Essa vibração se torna um sinal que vai pelos nervos ao cérebro, e só então o ouve. Um microfone faz exatamente o mesmo, só que aí a vibração vira um sinal elétrico.

2:49Fonte, meio, recetor: essa cadeia está por trás de cada som que já ouviste.

Onde o som vai mais rápido: ar, água ou aço?

2:56Primeiro prever, depois olhar. Onde vai o som mais depressa e onde mais devagar: pelo ar, pela água ou pelo aço?

343, 1480 e mais de 5000 metros por segundo

3:07Em ar a vinte graus o som vai a 343 metros por segundo. É rápido, mas não é nada ao pé da água: aí é 1480. E no aço mais de 5000 metros por segundo, quinze vezes mais depressa do que pelo ar. Parece estranho: no aço está tudo bem preso, não é?

3:26Mas é justamente por isso que vai tão depressa. Não interessa o quão junta estão as partículas, mas o quão firmemente estão ligadas. No aço estão tão ligadas que um empurrão passa logo, como se houvesse molas esticadas entre elas. No ar essas molas não existem.

3:50Aí as partículas flutuam livres e chocam umas nas outras, e a vibração viaja então quase tão depressa como se movem as próprias partículas. Isso é bastante mais lento. E atenção à unidade, porque há aí uma armadilha: nos sólidos a velocidade vem muitas vezes em quilômetros por segundo.

4:114,3 quilômetros por segundo são 4300 metros por segundo. Não menos que 343, mas muito mais. Mais uma coisa e vamos calcular: ar mais quente dá uma velocidade do som maior, porque em ar quente as partículas se movem mais depressa. A uma velocidade do som pertence sempre uma temperatura.

4:33Esse 343 é o valor a vinte graus; a zero graus é 331. E agora consegue algo que há minutos não conseguia.

A que distância caiu o raio?

4:44Há trovoada. Vê o relâmpago e três segundos depois ouve o trovão. A luz é tão rápida que esse tempo é desprezável, por isso esses três segundos são todos do som. A que distância caiu o relâmpago? Cinco passos.

Calcular em cinco passos com v = s / t

5:07Dados: o tempo é 3,0 segundos, a velocidade é 343 metros por segundo. se Pede: a distância s, em metros. A fórmula: v é s dividido por t. Substituindo: s é 343 vezes 3,0, ou seja 1029 metros. Resposta: o relâmpago caiu a cerca de um quilômetro.

5:32E aí está uma regra que nunca mais perdes:

A regra prática para as tempestades

5:36conta os segundos entre o relâmpago e o trovão, divide esse número por três, e sabe a quantos quilômetros está a trovoada.

Três coisas para lembrar

5:45Três coisas para reter. Um: o som começa sempre em algo que vibra. Dois: essa vibração passa por um meio, e as partículas em si não vão junto. E três: quanto mais ligadas estão as partículas, mais depressa vai, e com v é s dividido por t calcula isso.

6:06Duas perguntas no fim.

Duas perguntas para tentar sozinho

6:10Tenta primeiro, a resposta depois. Um: põe o ouvido no trilho e ouve o trem antes do que pelo ar. Porquê? Dois: porque não ouve nenhuma explosão no espaço? Pensa um pouco...

As respostas

6:31Um: o aço passa a vibração muito mais depressa do que o ar, porque aí as partículas estão firmemente ligadas. E dois: no espaço não há meio, e sem meio nada pode passar essa vibração. Sem meio, sem som.