Editor’s Note: Esforçámo-nos por manter a acessibilidade nas nossas actividades “Bring Science Home”, limitando a tecnologia necessária. Reconhecemos que a tecnologia está agora mais amplamente disponível do que estava quando começámos esta série em 2011 e que pode acrescentar valor à exploração científica. Esta é a nossa primeira actividade que requer a utilização de um smartphone ou de um tablet. Por favor, diga-nos o que pensa! Envie um e-mail para [email protected] com feedback sobre o uso da tecnologia nesta – e no futuro – actividade em Casa da Ciência.
Conceitos-chave
Física
Som>br>Medição
Logaritmo
p>Introdução
Sabia que pode usar um smartphone como instrumento científico para explorar o mundo à sua volta? Os smartphones contêm muitos sensores electrónicos incorporados que podem medir fenómenos tais como som, luz, movimento e mais! Nesta actividade irá usar o microfone de um telefone para examinar a sonoridade de diferentes sons no seu ambiente. Quão silenciosa é uma biblioteca? Quão barulhento é aquele camião a rugir? Experimente esta actividade para descobrir!p>Fundo
Provavelmente está familiarizado com as unidades que usamos para medir quantidades diárias, tais como o comprimento ou a temperatura. Não olharia de relance para alguém dizendo que têm 1,80 m de altura ou que estão a 70 graus lá fora. Mas como é que medimos o som? Pode descrever um som como “silencioso como um sussurro” ou “mais alto que um motor a jacto”, mas provavelmente não usaria um número. O som é medido utilizando uma unidade chamada decibéis, abreviadamente dB. A escala de decibéis é um pouco invulgar porque é logarítmica em vez de linear. O que é que isso significa? Para cada aumento de 10 dB, a sonoridade do som duplica. Por exemplo, um som de 30 dB é duas vezes mais alto do que um som de 20 dB. Um som de 40 dB é duas vezes mais alto do que um som de 30 dB, e quatro vezes mais alto do que um som de 20 dB, etc. Zero dB não significa que não haja som algum. Pelo contrário, 0 dB é escolhido como um nível de referência no limiar da audição humana. Som confuso? Não se preocupe – aqui está uma lista de sons de referência e os seus níveis aproximados de decibéis:p>0 dB: limiar de audição humana
20 dB: folhas a murmurar
40 dB: biblioteca silenciosa
60 dB: conversa normal
80 dB: gritar bebé
100 dB: motosserra
120 dB: concerto de rock ao vivo
140 dB: motor a jacto
Níveis sonoros acima de 80 dB podem causar danos auditivos durante longos períodos de tempo, e níveis sonoros acima de 120 dB podem causar danos imediatos. É por isso que a protecção auditiva é recomendada para pessoas que utilizam equipamento como os cortadores de relva. Note-se que a sonoridade de um som também depende da sua distância da fonte do som (ficará mais silenciosa à medida que se afasta) – por isso, para fazer uma comparação directa de sons diferentes, é necessário manter esta distância constante.
O que é que tudo isto tem a ver com um smartphone? Se quisesse medir os níveis de som anteriormente, teria de comprar um decibelímetro autónomo – um dispositivo com um microfone e um ecrã que exibisse o nível de som em dB. Contudo, os smartphones modernos (que já contêm microfones incorporados) podem executar aplicações que irão exibir a leitura do som em dB directamente no ecrã do telefone. Portanto, se quiser explorar os sons do mundo à sua volta, tudo o que precisa é de um telefone!
Materiais
- Smartphone ou tablet com acesso à Internet e permissão para descarregar e instalar um app
- Adult (para ajudar a verificar e descarregar o app)
- Multiple locations to take the phone (optional)
li>Outras pessoas cujas vozes podem measure (optional)
br>Preparation
- Ask an adult to help you search for a “decibel meter” or “sound meter” app on a smartphone or tablet. Existem muitas opções livres disponíveis, mas algumas aplicações podem ter anúncios ou compras no sistema de som activadas.
li>Conheça a sua aplicação de medidor de decibéis. Algumas aplicações mostrarão apenas um número no ecrã, enquanto outras mostrarão um contador ou um gráfico. Algumas também lhe permitirão registar dados. Certifique-se de que a aplicação está a funcionar: Fale a um volume normal, e deverá ver os números a flutuar.
br>Procedimento
- >li>Determine o nível de ruído de fundo. Pouse o telefone, sente-se perfeitamente imóvel e prenda a respiração. O que é o nível de decibel? Será que flutua com ruídos de fundo, tais como um carro a passar ou um pássaro a chilrear?li> Agora explore a sua própria voz. Tente sussurrar, falar e até gritar ao telefone. Pode também tentar outros sons, como assobios ou zumbidos. Será que o sussurro sequer se regista ou é abafado pelo ruído de fundo? Quão alto é o seu grito?li> Se houver outras pessoas à volta, tente medir também as suas vozes. A voz “normal” de todos é o mesmo nível de decibel? Quem pode gritar mais alto?
- li>Testar agora sons diferentes. Isto pode ser tão simples como bater palmas ou bater com as mãos numa porta. Há muitos outros sons do dia-a-dia que também pode tentar – por exemplo, abrir uma torneira ou um interruptor de luz de clique. Também pode tentar executar alguns aparelhos, como o microondas ou o vácuo. Como é que todos os diferentes sons se comparam? Quais são os mais barulhentos?
- Extra: Também pode descarregar aplicações para medir a frequência, ou o tom, dos sons. A frequência é medida em hertz (Hz). A gama da audição humana é de cerca de 20 a 20.000 Hz. À medida que envelhecemos, tendemos a perder a nossa capacidade de ouvir sons no extremo superior dessa gama. Alguns animais, como os cães, podem ouvir até 45.000 Hz. Qual é a gama de frequências da sua voz? E todos os outros sons que mediu anteriormente?
- Extra: Meça os sons feitos por vários instrumentos musicais. Se não tiver nenhum instrumento à mão, pode fazer o seu (ver a secção “Mais para explorar”)!
li>Incubram como a distância da fonte sonora afecta o nível sonoro. Tente encontrar um som relativamente constante, tal como uma torneira de correr ou um zumbido de uma pessoa. Comece com o telefone mesmo ao lado da fonte e depois afaste-se lentamente. Como é que o nível de decibel muda à medida que se vai afastando?li>Tente medir os níveis de ruído de fundo em diferentes locais. Leve o telefone para salas diferentes, para uma biblioteca ou para um parque infantil ou parque. Onde é o local mais sossegado que se pode encontrar? O mais barulhento? Os níveis de ruído são suficientemente altos em qualquer lugar que possam representar um perigo para a sua audição?
Observações e resultados
Usando itens do quotidiano, pode provavelmente medir sons na gama de cerca de 20 a 80 dB. Mesmo numa sala perfeitamente “silenciosa” os ruídos de fundo, tais como o zumbido de um computador ou mesmo a sua própria respiração, poderiam dificultar a obtenção de sons abaixo de cerca de 10 dB. Se estiver num local mais movimentado com muitas pessoas ou se estiver perto de uma rua com muito trânsito, o nível de ruído de fundo seria provavelmente muito mais elevado. Aparelhos ruidosos como um aspirador ou ferramentas eléctricas poderiam exceder os 80 dB. Os gritos humanos podem ser bastante altos, possivelmente excedendo 100 dB (em Março de 2019, o recorde mundial é de 129 dB!)-mas provavelmente quer evitar isso porque gritos tão altos podem magoar os seus ouvidos! Deveria também ter encontrado níveis de som que caiem rapidamente à medida que se afasta da fonte. As pessoas que estarão muito perto de um som consistentemente alto todo o dia (como alguém que corta relva ou trabalha perto de motores a jacto para viver) devem usar protecção auditiva.
p>Mais para explorar
dB: What Is a Decibel?, da University of New South Wales, School of Physics
Tune Up Your Rubber Band Guitar!, da Scientific American
Sound Science: Make Your Own Harmonica!, de Scientific American
Make Sprinkles Dance, de Scientific American
STEM Activities for Kids, de Science Buddies
Esta actividade trazida até si em parceria com Science Buddies
Science Buddies