Ondas sonoras e o efeito Doppler

Question 1

Como funcionam os conceitos de cordas vibrantes?

Answer 1

Cordas vibrantes: Quando uma corda é fixada em ambas as extremidades e posta em vibração, forma-se uma série de ondas estacionárias. A frequência de vibração depende do comprimento da corda, sua densidade linear e a tensão aplicada.

• Fórmula: A frequência fundamental (primeiro harmônico) é dada por F¹ = v/2L, onde v é a velocidade da onda na corda e
  L é o comprimento da corda.

Question 2

Como funcionam os Tubos abertos e fechados?

Answer 2

• Tubos abertos: Em um tubo aberto nas duas extremidades, a onda estacionária formada tem antinodos nas extremidades. A frequência fundamental do tubo depende de seu comprimento e da velocidade do som no meio.

Fórmula: A frequência fundamental F¹ = v/2L, onde v é a velocidade do som e
L é o comprimento do tubo.

• Tubos fechados: Em um tubo fechado em uma extremidade, a onda estacionária forma um nó na extremidade fechada e um antinodo na extremidade aberta. Somente os harmônicos ímpares são permitidos.

Fórmula: A frequência fundamental é F¹ = v/4L, onde v é a velocidade de som e L é o comprimento do tubo.

Question 3

Como o Efeito Doppler altera a percepção do som em diferentes situações?

Answer 3

Efeito Doppler: É o fenômeno no qual a frequência percebida de uma onda sonora muda devido ao movimento relativo entre a fonte de som e o observador.

Quando a fonte se aproxima: A frequência percebida aumenta (som mais agudo).
Quando a fonte se afasta: A frequência percebida diminui (som mais grave).
Fórmula: A frequência percebida é dada por
F´= F ((v+vº/v-v(s em baixo)) onde:

f´: frequência percebida
f: frequência emitida
v: velocidade do som
vº: velocidade do observador
v(s em baixo): velocidade da fonte sonora

Esses conceitos são fundamentais para entender o comportamento do som em instrumentos musicais, fenômenos acústicos e a variação da frequência sonora devido ao movimento.