A Física do Cantor de Banheiro

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

SÉRIE DE TEXTOS: A FÍSICA NO DIA A DIA

AUTOR: Alexandre Medeiros

TÓPICO: REFLEXÃO e INTERFERÊNCIA DO SOM

TÍTULO DO ARTIGO: A Física do Cantor de Banheiro

Por que as pessoas parecem apreciar mais as suas próprias vozes ao cantarem no banheiro?

Cantar no banheiro faz com que a voz do “cantor” pareça, de fato, mais agradável.

Como a Física pode explicar este fenômeno?

Para compreendermos as razões deste efeito, é importante observarmos como as ondas sonoras são refletidas nos diversos obstáculos existentes em um ambiente e como elas interagem, então, para dar origem ao som que é ouvido ao final.

Quando um som qualquer é gerado em um determinado ambiente, ele viaja radialmente em todas as direções.

As ondas sonoras são do tipo compressão e rarefação, ou seja, são ondas longitudinais. A direção de vibração das partículas do meio transmissor (no caso nosso caso presente, o ar) vibram na mesma direção de propagação da onda sonora.

Quando essas ondas encontram obstáculos grandes (em comparação com o próprio comprimento da onda sonora) ou superfícies como paredes, elas mudam de direção. Se o obstáculo é algo poroso, como uma toalha, por exemplo, a energia da onda sonora é em boa parte absorvida e apenas uma pequena fração da mesma é espalhada em todas as direções, ou seja, difundida pelo ambiente.

Entretanto, quando a onda sonora colide com um obstáculo plano e rígido como, por exemplo, uma parede de azulejos; quase toda a energia transportada pela onda sonora é espalhada em uma direção muito bem definida, ou seja, ela é refletida de volta de acordo com a lei da igualdade dos ângulos de incidência e de reflexão.

A figura abaixo ilustra esse tipo de reflexão de uma onda sonora em uma superfície plana e rígida. Note-se que as frentes das ondas esféricas (linhas contínuas) incidem na parede e são refletidas como novas frentes de ondas esféricas (linhas tracejadas) de volta à fonte emissora. O som refletido parece provir de uma imagem sonora virtual, em uma ótima analogia ao caso ótico da reflexão da luz diante de um espelho plano.

A imagem sonora está localizada à mesma distância atrás da parede que a fonte sonora está à frente da mesma. Este é o caso de uma simples reflexão em uma única superfície refletora.

Entretanto, em um banheiro retangular, há seis superfícies refletoras (quatro paredes, mais o chão e o teto). Neste caso, a fonte sonora tem não apenas uma, mas seis imagens distintas; uma imagem diferente para cada uma das referidas superfícies. E cada uma dessas imagens atua para o banhista-cantor como uma fonte sonora a lhe enviar de volta energia.

Acrescente-se ainda a essas seis imagens, as imagens das mesmas e assim por diante. Tantas reflexões têm como resultado uma situação bastante complexa. Contudo, ao computarmos a intensidade sonora total recebida pelo banhista, todas essas contribuições individuais de cada uma dessas imagens precisam ser levadas em conta.

Essas múltiplas reflexões sonoras providas pelas superfícies refletoras criam um ambiente acusticamente prazeroso. Isso porque as pequenas dimensões e a rigidez das superfícies envolvidas dão origem a diversos tipos de interferências que geram ondas estacionárias, reverberações e ecos, conferindo à voz do banhista uma sonoridade enriquecida.

Este enriquecimento acústico significa a presença de uma vasta gama de harmônicos superiores para cada tom percebido. E é isso, em uma linguagem figurada, que dá a “cor do som”, ou que em outras palavras, define o seu timbre. Em banheiros, este enriquecimento é particularmente notável para os sons mais agudos. Em outros ambientes mais amplos ou repletos de obstáculos absorvedores, são exatamente esses tons mais altos (agudos), os primeiros a serem absorvidos.

Este enriquecimento é um resultado também do fato de que todos os objetos têm uma frequência natural de vibração e particularmente os objetos rígidos encontrados em um banheiro têm frequências naturais de vibração muito altas. Isso faz também com que elas vibrem em ressonância com os sons mais agudos presentes no ambiente.

Assim sendo, o enriquecimento da voz em um banheiro é uma consequência natural da sua própria geometria e da Física inerente ao referido ambiente.

PARA CITAR ESTA FONTE: Medeiros, Alexandre. A Física do Cantor de Banheiro. Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.
http://alexandremedeirosfisicaastronomia.blogspot.com/2011/12/fisica-do-cantor-de-banheiro.html. Acessado em 03 de Dezembro de 2011. (atualizar a data)