Conceitos-chave
Som
Waves
Audição

Dos Padrões Nacionais de Educação Científica: Transferência de energia

Introdução
Você já tentou conversar com alguém tão distante que não conseguia se ouvir? Sem gritar, é difícil ter uma conversa por muito tempo distâncias. Então, hoje em dia, é bom poder usar telefones para falar com alguém – esteja ela a 100 metros ou 160 quilômetros de distância.

Antes dos telefones celulares ou mesmo telefones sem fio, todos os telefones estavam ligados a fios que ajudavam a transmitir o som da voz de uma pessoa (por meio de um sinal elétrico). E você pode usar o mesmo conceito para construir seu próprio telefone usando apenas xícaras e alguns fios. Que mensagem você vai compartilhar pela corda?

Histórico
Quando falamos, nossas cordas vocais fazem as moléculas do ar vibrarem. (Você pode sentir as vibrações segurando a mão contra a garganta enquanto fala.) Essas moléculas de ar vibrantes fazem outras moléculas de ar ao seu redor vibrarem, e assim por diante, que é como o som viaja pelo ar. (Os diferentes tons de som se movem em ondas com espaçamento diferente entre eles – ou “frequência”.) Outras fontes de som, como violão, violino ou cordas de piano são bons exemplos de como as vibrações podem gerar som.

Dentro de nossas orelhas existem pequenos fios de cabelo sensíveis. Eles captam as vibrações e transmitem essa informação ao nosso cérebro, que a interpreta como som. O cérebro interpreta os sons como tendo diferentes alturas ou tons, com base na frequência ou no espaçamento das ondas.

Mas as partículas no ar são espalhadas umas pelas outras mais do que as partículas em um líquido ou sólido . Portanto, as vibrações sonoras tendem a diminuir antes de viajarem para muito longe. Ter um material conectivo macio, como um fio de algodão – que tem uma densidade maior ou número de moléculas em uma determinada quantidade de espaço do que o ar – pode ajudar as ondas sonoras a se moverem por uma distância maior.

Materiais
• Dois copos de papel grandes (copos de plástico descartáveis também funcionam)
• Dois clipes de papel ou palitos de dente
• Comprimento de um fio de algodão ou linha de pesca com aproximadamente 3 a 9 metros de comprimento
• Área silenciosa

Preparação
• Faça um pequeno orifício no centro do fundo de cada copo (para copos de plástico, pode ser necessário um prego ou outra ferramenta afiada, por isso tome cuidado ao concluir esta etapa).
• Linha uma ponta do barbante no fundo de cada copo.
• Coloque um clipe de papel ou palito de dente no fundo de cada copo e amarre a ponta solta do barbante em volta dele (o clipe ou palheta está aqui apenas para evitar que o barbante escorregue pelo fundo da xícara).

Procedimento
• Dê uma xícara ao seu interlocutor e segure uma para você.
• Afaste-se lentamente até o fio de ligação as xícaras estão retas e apertadas.
• Coloque a xícara sobre o ouvido e peça ao seu parceiro para falar na xícara dele (mantenha a conversa relativamente baixa se estiver perto um do outro, mas certifique-se de falar mais alto do que um sussurro).
• Você consegue ouvir seu parceiro falando?
• Agora tente falar em sua xícara e faça seu parceiro ouvir em sua xícara. Ele ou ela consegue ouvir você?
• Tente soltar o fio. O telefone copo-e-fio ainda funciona?
• Agora, mantendo a voz no mesmo nível e mantendo a mesma distância, tentem falar um com o outro sem usar os copos. Você também consegue ouvir?
• Extra: se você tiver muito espaço, veja a que distância você consegue fazer o telefone portátil funcionar.
• Extra: se você tiver uma terceira pessoa por perto, peça-lhes que segurem o centro da corda com as mãos. O som ainda se manterá? Por que ou por que não?
• Extra: Se você tiver outros materiais (como fio, linha de pesca, fio de náilon, etc.) em mãos, experimente. Como os diferentes materiais mudam a qualidade do som ou a distância que o som percorre?

Leia as observações, resultados e mais recursos.

Observações e resultados
Você conseguiu ouvir seu parceiro melhor usando as xícaras e o barbante do que se estivessem falando no mesmo volume no ar?

Nesta atividade, sua voz vibrou o ar dentro da xícara, que por sua vez, fez vibrar o fundo do copo. Essas vibrações foram transferidas para a corda e depois para o fundo da xícara do seu parceiro, o que fez o ar dentro da xícara vibrar e se tornar um som detectável. Quando a corda afrouxa, as vibrações se dissipam mais facilmente e se perdem. o caminho. (Os telefones fixos funcionam com a mesma ideia, mas eles transferem as ondas sonoras em um sinal elétrico, que pode viajar ainda mais longe pelos fios – e os telefones fixos não precisam ser mantidos tensos.)

O som, como a fala humana, viaja em ondas incrivelmente pequenas – incrivelmente rápido (cerca de 1.126 pés por segundo), e é por isso que você não conseguia vê-lo ou detectar um atraso enquanto ele viajava pelas xícaras e pelo barbante.

Você já percebeu como as coisas soam diferentes debaixo d’água? Como as moléculas da água estão mais próximas do que as do ar, as ondas sonoras se movem com mais facilidade – mais rápido e mais longe – debaixo d’água. As baleias e outros animais marinhos que usam o som para se comunicarem debaixo d’água tiram vantagem desse fato. Os cientistas acham que as baleias podem ouvir uns aos outros a centenas (e talvez até milhares) de quilômetros de distância – sem nem mesmo um string phone!

Compartilhe suas observações e resultados do string phone! Deixe um comentário abaixo ou compartilhe suas fotos e feedback na Scientific American ” s Página do Facebook.

Limpeza
Desamarre ou corte o barbante dos clipes de papel ou palitos. Recicle ou reutilize os materiais que puder.

Mais para explorar
“Células auditivas ativamente amplificam o som” da Scientific American
“(Não) Aumente o volume: Ondas sonoras silenciam as baleias” Song “da Scientific American
Atividades de” som “dos arquivos da NASA Sci
Visão geral de” Frequência, comprimento de onda e tom “do Connexions
Sounds All Around por Wendy Pfeffer, de 4 a 8 anos
Janice VanCleave” s Physics for Every Kid: 101 experimentos fáceis em movimento, calor, luz, máquinas e som por Janice VanCleave, de 9 a 12 anos

A seguir …
Yeast Alive! Watch Yeast Live and Breathe

O que você vai precisar
• Pacote fresco de fermento de padeiro (verifique a data de validade)
• Colher de sopa de açúcar
• Garrafa de plástico transparente com uma pequena abertura (como uma água garrafa)
• Funil
• Balão pequeno
• Água quente