--- title: "Como o som viaja" book: "Física do ensino fundamental" subject: physics language: pt chapter: 27 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/27-como-o-som-viaja --- # Capítulo 27 — Como o som viaja O clarão do relâmpago — depois um, dois, três segundos de silêncio — e só agora o ronco do trovão. E olha que o clarão e o ronco nasceram juntos, na mesma nuvem! O [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound), como aprendemos, é um tremor que viaja. Este capítulo o acompanha na estrada: por onde ele viaja, com que velocidade corre e o que acontece quando ele bate numa parede. ## 27.1 O som precisa de um transportador **Proposição 27.1 (Sem transportador, sem som).** O [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) viaja apenas *através* das coisas: pelo [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), pela água, pela madeira, pelo tijolo e pelo aço. Onde não há absolutamente nada — nem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), nem material de tipo nenhum — o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) não consegue viajar: o tremor não tem o que fazer tremer. **Exemplo 27.2 (A campainha no frasco).** Uma experiência famosa, de três séculos atrás: uma campainha elétrica toca dentro de um frasco de vidro — e é ouvida com clareza. Uma bomba então suga o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) do frasco lacrado enquanto o martelinho da campainha continua batendo, bem visível. O toque vai sumindo… e morre. Deixe o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) voltar correndo: o toque volta. A campainha nunca parou — foi o *transportador* dela que foi tirado e devolvido. E agora você pode resolver uma velha pergunta: a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) silenciosa, onde um grito morre sem ser ouvido, é silenciosa porque não tem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) nenhum. ![A campainha no frasco: tire o ar e o som — não a campainha — para.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-how-sound-travels/fig-95ecf3553f70.svg) *A campainha no frasco: tire o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) e o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) — não a campainha — para.* **Exemplo 27.3 (Transportadores melhores que o ar).** Os [sólidos](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/14-solidos-liquidos-gases#def-g3-solids-liquids-gases-solid) e a água carregam o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) maravilhosamente — muitas vezes melhor que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air). Encoste a orelha na mesa e peça a um colega que arranhe *bem* de leve a outra ponta dela: pelo [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) você não ouve nada, pela madeira o arranhão chega alto e nítido. Os nadadores ouvem as batidas dentro da piscina de uma ponta à outra; as baleias cantam umas para as outras através de mares inteiros. E as paredes grossas levam a furadeira do vizinho para todos os cômodos — os [sólidos](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/14-solidos-liquidos-gases#def-g3-solids-liquids-gases-solid) são quase bons demais nisso. **Método 27.4 (O telefone de barbante).** 1. Faça um furinho no fundo de dois copinhos de papel; 2. passe as pontas de um barbante comprido pelos furos, dando um nó em cada uma para não escapar; 3. afastem-se até o barbante ficar *bem esticado* e sem encostar em nada no caminho; 4. um fala baixinho num copinho; o outro encosta o dele no ouvido. O sussurro chega claro do outro lado do pátio: a sua voz faz o copinho tremer, o tremor corre pelo barbante esticado e o copinho distante o reproduz. Deixe o barbante bambo ou aperte-o entre dois dedos, e o telefone morre — a estrada foi cortada. ![O telefone de barbante, armado e esticado: um barbante bem esticado leva o tremor de copinho a copinho muito melhor que o ar entre duas pessoas sussurrando.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-how-sound-travels/img-82b8e1960d57.jpg) *O telefone de barbante, armado e esticado: um barbante bem esticado leva o tremor de copinho a copinho muito melhor que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) entre duas pessoas sussurrando.* ## 27.2 O som leva tempo **Proposição 27.5 (Rápido, mas não instantâneo).** O [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) é um corredor, não um mágico: no [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) ele percorre cerca de $340\,\mathrm{m}$ a cada segundo — três segundos para mais ou menos um quilômetro. A [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source), ao contrário, chega tão depressa que, em qualquer cena que você consiga observar, a viagem dela conta como instantânea. Essa diferença é a história inteira da tempestade. **Método 27.6 (A que distância está a tempestade?).** 1. Veja o clarão — comece a contar segundos num ritmo firme: mil e um, mil e dois, …; 2. pare no primeiro ronco de trovão; 3. divida a sua contagem por $3$ : esse é mais ou menos o quanto a tempestade está distante, em quilômetros. Seis segundos: cerca de $2\,\mathrm{km}$. Contagens cada vez menores entre um raio e outro querem dizer que a tempestade está se aproximando — hora de entrar. ![Clarão agora, trovão depois: a luz chega na hora, o som atravessa trotando a 340\, m por segundo. Os segundos de silêncio medem a distância.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g4-how-sound-travels/fig-e2b5542f90ef.svg) *Clarão agora, trovão depois: a [luz](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/3-luz-e-sombras#def-g1-light-and-shadows-source) chega na hora, o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) atravessa trotando a $340\,\mathrm{m}$ por segundo. Os segundos de silêncio medem a distância.* **Exemplo 27.7 (Ecos).** Grite na direção de um paredão ou de um prédio isolado lá longe, do outro lado de um campo: “ALÔ!” — um instante de silêncio — “Alô!” responde a sua própria voz. O [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) quica em paredes grandes e duras, e um [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) quicado que volta até você tarde o bastante para ser ouvido separadamente é um *eco*. Quanto mais distante a parede, mais longa a viagem de ida e volta da sua voz e mais tarde o [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo). Num cômodo pequeno o quique volta depressa demais para ser ouvido à parte — ele só deixa a sua voz mais encorpada. **Observação 27.8 (Sonar: o eco posto para trabalhar).** Os navios medem a profundidade do mar gritando para baixo — um estalo na água — e cronometrando o [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) vindo do fundo. Água funda, [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) tardio; água rasa, [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) rápido. Os golfinhos e os morcegos já nasceram sabendo o truque: eles estalam e escutam, lendo os [ecos](#ex-g4-how-sound-travels-echo) para caçar em água escura e em cavernas de escuridão total. Contando os segundos do trovão, você já usou o método deles: cronometre o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) e saiba a distância. ## 27.3 Exercícios **Exercício 27.1 ★.** Diga três transportadores de [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) deste capítulo e um lugar em que o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) não consegue viajar de jeito nenhum. **Solução de Exercício 27.1.** Transportadores: o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), a água, os [sólidos](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/14-solidos-liquidos-gases#def-g3-solids-liquids-gases-solid) (madeira, tijolo, aço, um barbante esticado). Sem transportador nenhum: o espaço vazio — como a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) sem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), ou o frasco com o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) retirado. **Exercício 27.2 ★.** Na experiência do frasco, o martelinho da campainha continua batendo enquanto o toque morre. O que exatamente foi tirado, e o que isso prova? **Solução de Exercício 27.2.** O [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) — o transportador do [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) — foi bombeado para fora. A campainha, tremendo, não tinha mais nada para fazer tremer, o que prova que o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) só viaja através de material, nunca através do nada. **Exercício 27.3 ★.** Por que a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) é um mundo silencioso? Responda com a proposição do capítulo. **Solução de Exercício 27.3.** Sem transportador, sem [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound): a [Lua](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/11-a-lua-no-ceu#def-g2-moon-in-the-sky-moon) não tem [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), então o tremor de um grito não tem por onde viajar — ele morre nos lábios. **Exercício 27.4 ★.** No telefone de barbante, o que carrega o sussurro? Dê as duas regras para manter o telefone funcionando. **Solução de Exercício 27.4.** O barbante esticado é quem carrega: a voz sacode o copinho, o copinho sacode o barbante, o barbante reproduz tudo no copinho distante. Regras: manter o barbante bem esticado e não deixá-lo encostar em nada (sem barriga, sem dedos apertando). **Exercício 27.5 ★.** Que distância o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) percorre pelo [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) em um segundo, mais ou menos? E em três segundos? **Solução de Exercício 27.5.** Cerca de $340\,\mathrm{m}$ em um segundo — mais ou menos um quilômetro em três. **Exercício 27.6 ★.** Você conta nove segundos entre o clarão e o trovão. A que distância está a tempestade? No raio seguinte, o seu colega conta só três segundos — o que mudou, e o que vocês dois devem fazer? **Solução de Exercício 27.6.** $9 \div 3 = 3$: cerca de $3\,\mathrm{km}$ de distância. Três segundos depois querem dizer cerca de $1\,\mathrm{km}$: a tempestade se aproximou muito — é hora de entrar. **Exercício 27.7 ★.** Por que encostar a orelha na mesa deixa você ouvir um arranhão que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) nunca entregou? **Solução de Exercício 27.7.** A madeira é um transportador muito melhor que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air): o arranhão fraco é fraco demais para o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) entregar do outro lado da mesa, mas o tampo [sólido](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/14-solidos-liquidos-gases#def-g3-solids-liquids-gases-solid) leva o tremor alto e nítido direto até o seu ouvido. **Exercício 27.8 ★.** O que é um [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo)? Por que um paredão maior e mais distante responde mais tarde que um paredão próximo? **Solução de Exercício 27.8.** Um [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) é o seu próprio [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) quicado numa parede grande e dura, voltando tarde o bastante para ser ouvido separadamente. Um paredão mais distante quer dizer uma viagem de ida e volta mais longa para o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound), então a resposta chega mais tarde. **Exercício 27.9 ★.** Como o sonar de um navio distingue água funda de água rasa? Quais dois animais jogam o mesmo jogo, e onde? **Solução de Exercício 27.9.** O navio estala para baixo e cronometra o [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) vindo do fundo do mar: [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) rápido, água rasa; [eco](#ex-g4-how-sound-travels-echo) tardio, água funda. Os golfinhos fazem isso em água escura, e os morcegos em cavernas de escuridão total. **Exercício 27.10 ★★.** Os faroestes antigos mostram batedores encostando a orelha no trilho de aço para perceber um trem ainda distante. Por que o trilho entrega o trem muito antes do [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air)? Dê as duas vantagens que o trilho oferece ao [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound). (Uma é sobre transportar bem; para a outra, lembre que o trilho corre em linha reta até o trem, enquanto o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) no [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) se espalha em todas as direções, como os anéis num lago, ficando mais fraco conforme avança.) **Solução de Exercício 27.10.** Primeiro, o aço carrega o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) muito melhor que o [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air), então o ronco sobrevive à viagem longa. Segundo, o trilho guia o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) por uma estrada única, em linha reta, até o ouvido do batedor, enquanto no [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air) aberto o barulho do trem se espalha em todas as direções, como anéis num lago, ficando mais fraco a cada [metro](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/7-medir-comprimentos#def-g2-measuring-length-units) — e assim a mensagem do trilho chega mais forte e mais nítida, bem antes da mensagem do [ar](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/10-o-ar-ao-nosso-redor#def-g2-air-around-us-air). **Exercício 27.11 ★★.** Parado num pátio grande e vazio, você bate uma palma e ouve o estalo da sua própria palma voltar da parede distante depois de um segundo inteiro. O [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) correu até a parede e voltou nesse segundo. A que distância está a parede — cuidado, pense na viagem de ida e volta! **Solução de Exercício 27.11.** Em um segundo o [som](https://one-course.com/books/physics/1/pt/chapter/19-o-som-ao-nosso-redor#def-g3-sound-around-us-sound) percorre cerca de $340\,\mathrm{m}$ — mas esse segundo pagou pela ida *e* pela volta. A parede está na metade disso: a cerca de $170\,\mathrm{m}$.