podemos usar energia sonora para transformar ruído em formas de energia? Parece loucura, mas descobrimos diferentes tipos de energia o tempo todo — especialmente quando se trata de energias renováveis — e a energia sonora é apenas outro tipo.
em todo o mundo, é difícil encontrar em algum lugar que o ruído não faça parte da paisagem. Do rugido do tráfego ao som de instrumentos musicais, Os humanos fazem muito barulho. Existem muitos tipos diferentes de som que vão do audível ao inaudível.
as fontes sonoras podem ser agradáveis ou desagradáveis para o ouvido humano, dependendo do volume, dos diferentes tons, dos tipos de som, da fonte sonora e da intensidade sonora. Independentemente disso, a energia sonora viaja e, dependendo da fonte sonora e da intensidade, o som às vezes pode ser considerado um poluente.
então, o que é energia sonora, exatamente? A energia sonora está transformando o som em eletricidade. Embora a ciência de transformar energia sonora em eletricidade ainda esteja surgindo, isso foi feito. Por exemplo, Microfones e alto-falantes são exemplos de som se tornando energia elétrica.Na verdade, um grupo de jovens estudantes do ensino médio descobriu como produzir eletricidade suficiente com energia sonora para acender uma lâmpada. É certo que esse é um longo caminho desde a geração de eletricidade suficiente para alimentar uma casa ou uma cidade inteira. Mas é um começo e a ciência por trás disso está se desenvolvendo. Vamos aprender mais sobre o intrigante mundo do som, incluindo exemplos de energia sonora.
Como Ouvimos As Ondas Sonoras?
a mecânica da audição demonstra algumas das mecânicas da energia sonora.Quando ouvimos um som, estamos experimentando ondas sonoras canalizando para o canal auditivo e movendo o tímpano, muito parecido com uma cabeça de tambor vibra quando atingido. Sons diferentes produzem vibrações diferentes que afetam a forma como o tímpano se move.
as vibrações viajam do tímpano através de ossículos para a cóclea (um órgão cheio de líquido), causando ondas superficiais que atingem as células ciliadas. Dependendo da localização das células ciliadas na cóclea, o cérebro “ouve” sons altos ou baixos através do nervo auditivo. Em seguida, traduz as vibrações iniciais das moléculas de ar na onda sonora em sons que entendemos.
em física, o estudo do som é conhecido como acústica e inclui todas as construções do som.
Qual é a definição de energia sonora?
em termos simples, a energia sonora vem de vibrações que se movem através de algo. Sólidos, líquidos e gases transmitem o som como ondas de energia.
a energia sonora é o resultado quando uma força, seja som ou pressão, faz um objeto ou substância vibrar. Essa energia se move através da substância em ondas. Essas ondas sonoras são chamadas de energia mecânica cinética.
Por Que As Ondas Sonoras São Chamadas De Ondas Mecânicas?
as ondas sonoras às vezes são chamadas de ondas mecânicas porque as ondas sonoras requerem um meio físico para se propagar. Líquidos, gases ou materiais sólidos transferem as variações de pressão, criando energia mecânica nas ondas.Como todas as ondas, as ondas sonoras têm picos e vales. Os picos são chamados de compressões, enquanto rarefação é o termo usado para os baixos.
as oscilações entre compressão e rarefação se movem através de meios gasosos, líquidos ou sólidos para produzir energia. O número de ciclos de compressão/rarefação em um determinado período determina a frequência de uma onda sonora.Os cientistas medem a intensidade e a pressão da energia sonora em pascais e decibéis. As ondas sonoras também são às vezes chamadas de ondas de pressão porque a pressão da onda sonora move as partículas pelas quais ela passa.
Como As Ondas Sonoras São Medidas?
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comprimento de onda, período, amplitude e frequência são as quatro partes primárias de uma onda sonora, independentemente do tipo de onda e do meio pelo qual o som viaja.
- comprimento de onda: Imagine uma onda viajando ao longo de um eixo horizontal; nesse caso, o comprimento de onda é medido como a distância horizontal entre dois pontos sucessivos e equivalentes na onda. Assim, em termos básicos, um único comprimento de onda é um ciclo entre os dois pontos iguais.
- período: um período de comprimento de onda é o tempo que leva um único comprimento de onda para passar um determinado ponto. Geralmente, um período mais prolongado indica um tom mais baixo.
- Amplitude: medimos a amplitude sonora (força ou nível de pressão sonora) pela altura da onda sonora. Está relacionado ao volume relativo do som. Quando a amplitude da onda é significativa — a partir de um som alto — a onda é alta. O inverso também é verdadeiro; sons mais suaves produzem ondas com uma amplitude menor. O volume mais baixo equivale a níveis mais baixos de decibéis (dB); um decibel mede a intensidade do som. Zero decibéis equivale aos sons mais silenciosos que um ouvido humano pode ouvir. Os decibéis aumentam em um fator de seis. Uma voz de fala normal é de 60 dB.
- frequência: Hertz (Hz) mede a frequência de uma onda sonora. Hertz mede os ciclos de uma onda sonora por segundo que passam um ponto definido no eixo horizontal. (Lembre-se, cada processo tem uma compressão e uma rarefação.) As ondas sonoras de frequência são medidas em hertz. Portanto, Hertz (Hz) indica o número de ciclos por segundo que passam por um determinado local. Por exemplo, se, ao falar, seu diafragma vibra a 900 Hz, seu diafragma gera 900 compressões (aumento da pressão) e 900 rarefações (diminuição da pressão). Pitch é uma função de como o cérebro interpreta a frequência sonora. Um tom mais alto é o resultado de uma frequência mais alta; a frequência mais baixa se traduz como um tom mais baixo.
é Potencial de energia sonora ou energia cinética?Quando a energia pode funcionar, mas não está aplicando força ativamente, ela é chamada de energia potencial.
em física, o trabalho é medido pela energia transferida. Quando algo é movido à distância por uma força externa, isso é trabalho.
a mola enrolada de um Slinky é um exemplo de energia potencial. Até que a primavera seja lançada, não está funcionando. O trabalho ocorre quando a mola se move( é liberada), tornando-se energia cinética. A energia cinética é a energia do movimento.
a energia sonora pode ser ambas: energia cinética ou energia potencial.
um exemplo pode ser o de um instrumento musical. Quando o instrumento é tocado, ele gera ondas sonoras, produzindo energia cinética. Mas quando esse mesmo instrumento musical está em repouso, apenas o potencial de energia está lá.
as ondas sonoras compartilham características e comportamentos?
além dos constituintes primários de uma onda — frequência, amplitude, comprimento de onda e frequência — os cientistas categorizam as ondas com base em três características distintivas: movimento longitudinal, transversal e superficial.
usar o movimento das partículas de um meio em relação à direção da viagem é um método padrão para distinguir o tipo de onda.
para entender as ondas transversais, falaremos sobre o Slinky novamente. Considere o movimento de um Slinky enquanto sua mão alterna para cima e para baixo. A energia deste Slinky “ativado” se move verticalmente ao longo da direção do curso, deslocando as bobinas (que, neste caso, representam partículas de onda) para cima e para baixo.
os tipos de ondas transversais incluem:
- Vibrações a corda de uma guitarra
- os fãs de Esportes de pé e sentado em uma sincronicidade de onda em torno de um estádio de futebol
- ondas Eletromagnéticas, como a luz e ondas de rádio
por outro lado, longitudinais ondas mover a onda de energia para a direita ou para a esquerda seguindo a onda do eixo horizontal. Assim, nosso Slinky, quando esticado horizontalmente e pulsado horizontalmente como um acordeão, pulsa horizontalmente ao longo de sua direção esquerda-direita de viagem paralela ao eixo da onda.
as ondas sonoras são ondas longitudinais, assim como ondas de ultrassom e ondas P sísmicas.
a principal característica de uma onda de superfície é o movimento circular de suas partículas. Apenas as partículas na superfície do meio se movem circularmente; o movimento diminui à medida que as partículas se afastam da superfície.
quais são os exemplos de energia sonora?
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a energia sonora ocorre quando um objeto vibra. O ruído, seja dentro do alcance humano da audição ou não, é a energia sonora. Sonar, música ultra-sônica (maior que 20 kilohertz), fala e ruído ambiental são todas formas de energia sonora.Seja de um objeto inanimado ou de um ser senciente, os sons vêm de todos os lugares. Alguns são agradáveis à nossa audição, outros não. Considere esses exemplos de energia sonora e como eles fazem você se sentir:
- O alto, delicado formigamento ou profunda, vibrante tons de um carrilhão de vento
- O motor rumble, pneus cantando, tocando em rádios, e rangendo os freios de tráfego
- Bebés a chorar, balbuciar, gritando e rindo
- Cães latindo, rosnando, ou uivando
- Telefones tocando, zumbido, ou tilintando
- Chuva fraseado, ventos uivantes, e trovão
- > Gatos ronronando, miado, e o risco de
- os seres Humanos e animais de respiração, ronco, espirros, ou sibilos
- fritura, torresmo, ebulição, picar e bater de uma movimentada cozinha
- Ondas batendo e retirada de
- Motores execução, acelerando, batendo, e rugindo
- macio, alto, brassy, suave, profunda, reedy, estridente, e sons distintos da música
- A baixa constante ruído branco de ar condicionado
Mesmo quando aparentemente ele está tranquilo, sempre há som.
Como A Energia Sonora Produz Eletricidade?
as vibrações sonoras podem se tornar energia elétrica através do princípio da indução eletromagnética. A indução eletromagnética gera corrente elétrica usando um campo magnético.
quando um campo magnético e um condutor, como uma bobina de arame, se movem em relação um ao outro, ocorre indução eletromagnética. Enquanto o condutor estiver em um circuito fechado, a corrente flui onde quer que o condutor cruze as linhas da força magnética.
o que é piezoeletricidade e como ela se relaciona com a energia sonora?Piezoeletricidade usa cristais exclusivos para converter energia mecânica-neste caso, energia das ondas sonoras – em energia elétrica.
sob compressão, os cristais atuam como condutores. Quando os cristais são comprimidos, sua estrutura muda e o cristal adquire uma carga líquida. Essa carga pode ser convertida em uma corrente elétrica.
outros materiais, como osso, cerâmica especial e esmalte, também são condutores piezoelétricos. Esses materiais têm em comum a capacidade de produzir uma carga elétrica interna devido ao estresse mecânico aplicado.
usando ondas sonoras de alta frequência-frequências 100 milhões de vezes maiores do que as pessoas podem ouvir — os materiais piezoelétricos se tornam sinais elétricos que emitem ondas de luz na faixa de freqüência de terahertz.
a piezoeletricidade une os Estados elétricos e mecânicos do material piezoelétrico. Sob compressão, o material utilizado possui um fluxo de corrente que muda sua polarização para se tornar uma carga elétrica, conhecida como momento dipolo líquido.Qual é o futuro da energia elétrica gerada pela energia sonora?
como sabemos, os sons enchem constantemente nosso ambiente acústico. Como toda energia, a energia sonora tem o potencial de gerar eletricidade. Assim como o sol fornece energia solar ilimitada e a brisa fornece energia eólica, a energia sonora é renovável porque seres sencientes e objetos insensíveis produzem constantemente som.Embora as ondas sonoras e os princípios de produção de energia tenham sido compreendidos há muito tempo, a tecnologia para converter energia sonora em eletricidade está em sua infância.No entanto, à medida que cientistas e técnicos investigam e melhoram as tecnologias envolvidas na eletricidade gerada pelo som, a energia sonora pode produzir eletricidade em massa um dia.Se isso soa como um sonho de cachimbo, lembre-se de que a energia solar e eólica já estiveram além do nosso alcance também.
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