É muito comum que as pessoas digam que o volume de um som está muito alto ou muito baixo. Do ponto de vista físico, essas afirmações estão equivocadas. Explique esse equívoco levando em consideração a qualidade fisiológica do som que se relaciona com o volume.
Passo 1
O enunciado chama atenção para o uso coloquial de “volume alto” ou “volume baixo” em relação ao som, mas alerta que, do ponto de vista físico, volume é uma medida de espaço. Para entender o equívoco, vamos analisar primeiro o que é volume na Física, depois as grandezas físicas que descrevem o som e, por fim, a qualidade fisiológica que de fato determina nossa sensação de “volume”.
Passo 2
Em Mecânica e Termodinâmica, volume é a medida do espaço ocupado por um corpo ou substância. Matematicamente, o volume de um sólido é
onde
é a região tridimensional. Logo, falar que algo “tem volume alto” ou “volume baixo” implica variação no espaço ocupado, o que não faz sentido quando o objeto é uma onda sonora propagando-se no ar.
Passo 3
O que caracteriza fisicamente o som é sua intensidade acústica ou, equivalentemente, seu nível de pressão sonora. A pressão sonora
oscila em torno da pressão atmosférica
, e a amplitude dessas oscilações define a intensidade média do som. O nível de pressão sonora em decibéis é dado por
onde
é o valor eficaz da pressão acústica e
é a referência.
Passo 4
A nossa sensação subjetiva de “quão forte” um som é chamada de loudness (sonoridade). Trata-se de uma qualidade fisiológica do sistema auditivo, que não depende só do nível em dB, mas também da frequência, conforme as curvas isofônicas de Fletcher–Munson. Em particular, sons de mesma intensidade física podem soar mais ou menos “altos” dependendo de onde caem no espectro de frequência e de como nosso ouvido responde nessa região.
Passo 5
O equívoco surge porque, no uso popular, troca-se o termo “volume” (grandeza volumétrica) por algo que é, de fato, nível de pressão sonora (grandeza acústica) e, em última instância, pela sonoridade (qualidade fisiológica). O correto seria falar em “intensidade do som” ou em “sonoridade alta/baixa” em vez de “volume alto/baixo”.
Resposta
O termo “volume” está sendo usado de forma imprópria: fisicamente, volume mede espaço, não som. Para caracterizar quão “alto” ou “baixo” ouvimos um som, usamos o nível de pressão sonora (em dB) ou a sonoridade (loudness), qualidade fisiológica que reflete como nosso ouvido percebe a intensidade acústica.