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Acústica: percutindo o copo enquanto é preenchido com água

Esta pergunta se encontra no livro Física Conceitual de Paul Hewitt: “Enquanto está derramando água dentro de um copo, você repetidamente bate de leve no vidro com uma colher. À medida que o copo vai se enchendo, a altura do som irá aumentando ou diminuindo?” Como explico esse fenômeno?

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A primeira pergunta do Hewitt poderias ter facilmente respondido através da experimentação. Boa Física se faz com a mão na massa! ?? A experimentação nos dá sons de altura menor, mais graves, conforme o copo contenha mais água (vide abaixo a contribuição do Prof. Carlos Aguiar – IFUFRJ).

Os sons originados no copo decorrem das oscilações, vibrações das paredes do copo. Ao preenchê-lo com água tudo se passa como se aumentássemos a massa da parede vibrante. Daí, aumentando a massa, aumentando a inércia das paredes vibrantes, diminui a frequência de vibração assim como em um oscilador massa-mola, isto é, oscila mais lentamente conforme a massa do oscilador aumenta.

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Prof. Carlos Aguiar (IF-UFRJ) comentou no FB em 01/01/2018:

Física do Ano Novo: O espectrograma abaixo, obtido com um celular, mostra a frequência de quatro taças de champanhe parcialmente preenchidas com água (o champanhe já tinha acabado), percutidas em sucessão. Dá para ver que a frequência é tanto menor quanto mais cheia está a taça, como o Lang discutiu. É interessante notar que a redução só se torna significativa a partir da metade da capacidade da taça.

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Um comentário em “Acústica: percutindo o copo enquanto é preenchido com água

  1. Milton Colares disse:

    Prof. Fernando Lang, muitíssimo obrigado pela atenção, rapidez em responder e por nos brindar com o seu vasto conhecimento. Sobre a pergunta que enviei, já havia feito o experimento e suspeitado que a redução na frequência de vibração das paredes do copo estava relacionada com resistência imposta pela água, porém, precisava de uma afirmação mais segura e mais precisa que justificasse o fenômeno. A sua explicação elimina todas as dúvidas. Mais uma vez, muitíssimo obrigado pelo esclarecimento.

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