Acústica

Física Ondas Ensino Médio

Recentemente, fiquei curioso quanto ao fato de que o gás Hélio altera a voz humana quando inspirado. Pesquisei, então, o que acontece para que ele provoque esse efeito e o que encontrei em alguns sites me deixou mais confuso ainda. O que a maioria relata é que: devido ao fato de o Hélio ser bem menos denso que o ar, ele provoca um aumento na velocidade das ondas sonoras e, por consequência, um aumento da frequência. Porém, um dos princípios da ondulatória diz que "a frequência (e o período, consequentemente) só depende da fonte" e, portanto não é alterado pela mudança de meio. Gostaria, então, de saber qual dos dois raciocínios está equivocado e, caso seja o primeiro (como acredito que seja), como, de fato, o Hélio altera a nossa voz? Uma das matérias consultadas: https://super.abril.com.br/ciencia/por-que-ingerir-gas-helio-deixa-a-voz-fina/

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Vitor perguntou há 6 anos

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Professor André C.
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Respondeu há 6 anos
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Bom dia Vitor.

Temos que, fisicamente, a velocidade de uma onda é dada pelo produto entre o comprimento e a frequência dessa onda. A famosa fórmula v = Lambda · f.

Além disso, temos que a velocidade de propagação de uma onda sonora depende do meio em que ela está.

O que acontece quando inalamos o gás hélio, mais leve que o ar, temos que a cavidade vocal fica repleta desse gás leve e, como a frequência é a mesma, temos que o comprimento da onda fica maior do que o "normal" e faz com que, consequentemente, a velocidade de propagação aumente gerando uma voz aguda, pois há a incompatibilidade de acoplamento à cavidade vocal em relação ao ar que comumente respiramos.

Temos que a velocidade de propagação do som no Hélio é de cerca de 965 m/s enquanto no ar atmosférico é de cerca de 340 m/s.

 

Detalhe: A frequência permanece a mesma, o que é alterado é o comprimento de onda.

Espero ter ajudado.

Atenciosamente

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Professora Graciete C.
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Respondeu há 5 anos
Falaaa Vitor. Acontece que a velocidade de propagação do gás Hélio é três vezes maior que a do ar atmosférico, e como consequência o som vocal propaga-se com maior velocidade. É durante a expiração que nossa voz surge na laringe, resultante da passagem de ar que vem dos pulmões que provoca vibrações nas pregas vocais(fibras elásticas) e gerando o som. É nas pregas vocais que o som surge pela vibração e formação de ondas que precisam de um meio de propagação. Esse meio é o próprio ar, que é constituído em sua maior parte de gás nitrogênio. As moléculas de nitrogênio são comprimidas e movimentam-se para cima e para baixo, criando a onda sonora. Quando inalado o gás hélio que possui uma massa atômica é de 4 u, este mais leve que o nitrogênio (massa sete vezes maior que o hélio), o som viaja muito mais rápido, as ondas sonoras passam a ter uma frequência e velocidade de propagação muito maiores que o normal, e a voz adquire um timbre mais fino que o normal. A nível de curiosidade a velocidade de propagação do hélio é de 965 m/s. E se você ingerisse um gás mais densos como iria ficar sua voz?

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