--Saber o que é o eco e o que é reverberação.

--Saber determinar as condições de ocorrência do eco e da reverberação.

--Saber porque é importante o estudo destes fenômenos.

Ondulatória (aspectos gerais) e reflexão do som.

Para a realização desta aula o professor deve localizar na escola, ou em sua vizinhança próxima, um local onde acontece eco e se pode perceber claramente o fenômeno. Geralmente, no auditório da escola, estando nele apenas os alunos de uma turma de cada vez, em silêncio, o fenômeno acontece. Identifique previamente neste local várias posições onde ocorre eco e reverberação e memorize-os. Leve também uma trena, daquelas de 20 metros, usadas por engenheiros civis.

Atividade 1:

Conduza os alunos para o local escolhido por você. Peça à turma que fique em silêncio absoluto. Peça a um aluno para dar um grito curto de cada vez, sempre em posições distantes 2 metros uma da outra. Oriente-o para que, a cada grito, aguardar cerca 10 segundos antes do próximo. Peça aos demais alunos para que observem o local onde se ouviu melhor o eco. Se este aluno não conseguir localizar um bom local, você deve intervir e posicioná-lo num dos locais previamente identificados antes da aula. Uma vez definida esta posição, peça aos alunos para fazerem medições de distância entre este local e os obstáculos mais próximos (paredes ou paredões, se houver mais de um). Estes dados devem ser anotados em seus cadernos pois serão usados mais tarde.

Peça então para que respondam a seguinte pergunta: porque o eco ocorre?

Certamente alguém saberá. Pegue a melhor resposta, se houver mais de uma correta, e re-explique-a detalhadamente, porém ainda sem a realização de cálculos, para que todos entendam. Apresente, usando um retroprojetor, a Figura 1 para a re-explicação.

(Figura 1: Reflexão do som e o eco - Figura de autoria pessoal)

Atividade 2:

Explique para os alunos agora o que é reverberação: é um prolongamento do som direto. Peça novamente silêncio absoluto para a turma e selecione outro aluno para conduzir a atividade. Diga a ele para tentar localizar um lugar onde emita um grito curto mas que ele ouça como eco um grito longo. A técnica é a mesma. Ir movimentando-se de 2 em 2 metros dando os gritos e aguardando sempre cerca de 10 segundos antes do próximo. Se o aluno não conseguir localizar sozinho o professor também deve intervir e posicioná-lo no local previamente identificado antes da aula. Lá, peça para que ele dê os gritos e que os demais alunos observem o fenômeno da reverberação acontecendo. Peça novamente a eles para fazerem as mesmas anotações que fizeram anteriormente, ou seja, medir e registrar as distâncias das paredes ou paredões mais próximos.

Peça então para que respondam a pergunta: porque ocorre a reverberação?

É bem provável que nenhum aluno saberá. Explique-a então, novamente sem a realização de cálculos, apenas para que eles entendam o fenômeno. Utilize novamente a Figura 1.

O professor deve voltar com eles para a sala de aula o mais rapidamente possível e prosseguir com a parte teórica do assunto. Explique o que é persistência acústica e deixe bem claro que sua duração é de aproximadamente 0,1 segundos. Suponha a velocidade do som no ar de cerca de 340 m/s. Explique então o fenômeno do eco e da reverberação novamente.

Atividade 3:

Peça agora para que formem grupos de 5 pessoas e calculem as condições para ocorrência de eco e reverberação. Peça para que considerem que a persistência acústica seja de exatamente 0,1 segundos e que a velocidade do som no ar seja de 340 m/s. Agora, de posse desses valores calculados, peça para que compare-os com os valores anotados no local onde estavam durante a condução das experiências práticas. Como eles anotaram as distâncias em relação a vários obstáculos (paredes ou paredões) peça que identifiquem em qual deles estava acontecendo a reflexão de modo a eles ouvirem o eco. Todos devem identificar o mesmo obstáculo, ou seja, aquele cuja distância do emissor/ouvinte era de aproximadamente 17 metros. Se algum grupo não conseguir realizar corretamente os cálculos o professor deve então, utilizando-se do quadro e mostrando a Figura 2, explicar como se faz as contas.

(Figura 2: Condição de ocorrência do eco - Figura de autoria pessoal)

Agora oriente-os a fazer o mesmo para a reverberação, e peça para fazerem uma associação entre persistência acústica e o acontecimento deste fenômeno. Ao final os grupos devem chegar à conclusão que a reverberação ocorre porque se ouve novamente um som refletido que ainda não acabou ser ouvido diretamente pelo emissor, devido à persistência acústica. Se algum grupo não chegar a essa conclusão o professor deve novamente explicar todo o processo utilizando-se do quadro, mostrando a Figura 3. Agora peça para que comparem o valor da distância do local onde ocorre eco ao paredão, e o valor da distância do local onde ocorre reverberação ao paredão, e eles verão que o do eco é 17 metros aproximadamente, e o da reverberação é bem menor (cerca de 10 metros), o que consolida a teoria explicada pelo professor.

(Figura 3: Condição de ocorrência da reverberação - Figura de autoria pessoal)

Encerre a aula dizendo que o que foi estudado aqui é aplicado na construção de locais onde ocorre eventos de grande porte (como shows de bandas de música) para que o sons indesejáveis nestes momentos (eco e reverberação) não atrapalhem os eventos. Explique ainda que a reflexão do som acontece em obstáculos a qualquer distância, mas em alguns de maneira difusa por isso não se percebe o eco ou a reverberação.

Diga a eles ainda que a reflexão, quando usada de maneira controlada, é muito útil. Por exemplo: ela é o princípio de funcionamento do sonar. Os sonares não somente conseguem identificar distâncias de obstáculos localizados à frente dos submarinos e navios como também conseguem construir mapas, chamados de mapas acústicos, do relevo do fundo dos oceanos, muito usados por navios durante a navegação, para evitar colisões e encalhes durante suas viagens.

Aprenda mais sobre reflexão do som:

SóFísica: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/reflexao.php 

Portal São Francisco: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/reflexao-do-som/reflexao-do-som.php 

BrasilEscola: http://www.brasilescola.com/fisica/reflexao-refracao-som.htm 

NEWTON, V.B; HELOU, R.D.; GUALTER, J.B. Tópicos de Física 2 – Termologia, Ondulatória e Óptica. São Paulo: Editora Saraiva, Vol. 2, 448p., 18a Ed., 2007.

Elabore apenas questões teóricas sobre o assunto, pois essa é a essência do mesmo. Nestas questões deve-se colocar situações práticas para os alunos para eles avaliarem, como, por exemplo, o que se deve fazer para inibir os fenômenos estudados quando são indesejados.