As ondas sonoras são ondas longitudinais de compressão/rarefacçao que se propagam num meio material – sólido, líquido ou gasoso, e que são susceptíveis de provocar uma sensação auditiva. Como já foi referido, as ondas dizem-se longitudinais porque as moléculas oscilam para frente e para trás, no mesmo sentido de propagação das ondas. As ondas sonoras que se propagam num gás, no ar por exemplo, podem ser consideradas como ondas de densidade ou de pressão.

Densidade e pressão são grandezas adequadas ao estudo dos fluidos, por variarem de ponto para ponto. As ondas sonoras originam perturbações da densidade do meio, provocadas pelas mudanças na pressão, velocidade das partículas e temperatura no fluido em que se propagam.

Ondas e sons são fenômenos de natureza diferente: os sons são fenômenos temporais, enquanto as ondas são fenômenos simultaneamente temporais e espaciais. Logo,a descrição matemática de uma onda é denominada equação de onda, envolve as grandezas tempo e espaço.

Das grandezas que caracterizam uma onda sonora, a mais facilmente mensurável é a pressão, usando um transdutor sensível a flutuações de pressão, como é o caso de um microfone. A velocidade das partículas pode também ser medida indiretamente utilizando uma sonda de intensidade.

Abaixo temos um simulador de ondas sonoras (é necessário ter o Java instalado em seu computador)

 

 

Dimensão do Meio de Propagação

O meio de propagação das ondas sonoras pode ser sólido, líquido ou gasoso. Relativamente à dimensão do meio, ele pode ser: unidimensional, bidimensional ou tridimensional. Seja qual for a dimensão do meio considerado, há propriedades comuns particularmente importantes para a transmissão sonora – a densidade e a elasticidade. A densidade de um material, ou massa volúmica, é a massa de uma unidade de volume. Consoante a dimensão do meio, assim, a densidade se expressa em unidades convenientes: a massa de uma unidade de comprimento, a massa de uma unidade de superfície ou a massa de uma unidade de volume, respectivamente para o meio uni, bi e tridimensional, como mostra a tabela abaixo:

Velocidade de Propagação

A propagação do som faz-se através do movimento das partículas do meio. Essas partículas têm massa e elasticidade, logo, o meio pode ser idealizado como uma quantidade muito grande de osciladores. Vejamos o que se estende por partícula de fluído.

A distância percorrida pelas moléculas de ar entre as duas colisões – percurso livre médio (mean free path) -, é muito pequena . Podemos considerar pequenos volumes de ar muito menores do que o comprimento de onda, mas muito maiores do que o percurso livre médio. Esses volumes têm uma quantidade de moléculas bem definidas. A massa desses pequenos volumes não varia significativamente com os movimentos individuais das moléculas e tem uma densidade bem definida. Um tal volume é designado partícula do fluido (Prandtl & Tietjens, 1934).