como funciona o violão

Como funciona o violão por Marshall Brain - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Introdução

O violão é um dos instrumentos mais populares do mundo e é usado em muitos estilos de música. Rock, country e música flamenca usam o mesmo instrumento para produzir sons completamente diferentes. O violão é um instrumento que existe desde o século 16, mas que passou por diversas transformações. O desenvolvimento da guitarra elétrica é a mudança mais recente. Curiosamente, a guitarra elétrica foi responsável por um novo surto de popularidade do violão.

Foto cedida por Gibson Guitars

O clássico violão Gibson J45 Rosewood

Mas você já parou para pensar em como funciona um violão? Para que servem os trastes? Por que o violão tem aquele buraco? Como funciona o captador da guitarra elétrica? Neste artigo, vamos descobrir como o violão produz música! Você também vai aprender um pouco sobre as notas e as escalas.

Partes do violão

Um violão é um instrumento musical com som e formato únicos. A melhor maneira de se aprender como o violão produz som é entendendo todas as partes deste instrumento. Vamos começar com o violão e depois vamos entender como funciona a guitarra elétrica.

Um violão pode ser dividido em três partes principais:

• o corpo

Foto cedida por Gibson Guitars

O corpo de um violão Gibson SJ200 Vine

• o braço, que contém os trastes e as casas

Foto cedida por Gibson Guitars

O braço de um violão Gibson SJ200 Vine

• a cabeça, que contém as tarraxas

Foto cedida por Gibson Guitars

A mão de um violão Gibson SJ200 Vine

A parte mais importante do corpo é a caixa acústica. O objetivo da caixa acústica é amplificar o som de cada nota para que possamos ouvi-las.

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O corpo de um violão Gibson SJ200 Vine

O corpo do violão tem um buraco, conhecido como boca. Ela é normalmente redonda e centralizada, mas também existem bocas em forma de F, como nos violinos. Existe uma peça colada ao corpo chamada ponte, que funciona como uma âncora para segurar as cordas. Sobre a ponte está o rastilho, uma peça fina e dura onde as cordas se apoiam.

As vibrações produzidas nas cordas atravessam o rastilho, passam pela ponte e chegam ao corpo do instrumento. O corpo vibra junto com as cordas. Como o corpo do violão é oco, ele se transforma em um caixa acústica e amplifica as vibrações das cordas. Se você encostar um diapasão na ponte de um violão, vai perceber que são as vibrações das cordas que produzem o som de um violão. O processo é completamente diferente nas guitarras elétricas (conforme abordaremos mais adiante).

Experimento Você ainda não acredita que a caixa acústica amplifica o som? Tente realizar este experimento :

1. Envolva uma tigela com papel plástico bem esticado, como na figura. Se necessário, use fita adesiva para fixá-lo às bordas.

2. Cole um elástico no centro do plástico com a fita adesiva e estique-o.

3. Compare o som produzido pelo elástico com e sem a fita adesiva.

A diferença é enorme. A fita adesiva aumenta a superfície vibrante e o som fica muito mais alto.

O corpo da maioria dos violões tem uma cava, ou estreitamento, que facilita que você o coloque sobre o joelho ou as coxas. A parte larga superior é onde o braço se conecta ao corpo, e a inferior recebe a ponte.

O tamanho e formato do corpo muda o som produzido pelo violão. Dois violões com corpos de formatos e tamanhos diferentes vão soar diferente. As duas curvas também afetam o som. Se você balançar o violão, erguendo ora a parte inferior ora a superior, vai perceber a diferença. A curva inferior acentua os sons graves e a curva superior acentua os sons agudos.

A parte da frente do braço contém os trastes. Os trastes são peças de metal cortadas e dispostas em intervalos específicos. Ao apertar uma corda no traste, você muda o seu comprimento, e, conseqüentemente, a nota que ela produz quando vibra. Falaremos mais sobre os trastes e seus espaçamentos mais tarde.

Entre o braço e a cabeça existe uma peça chamada capotraste, com espaços para acomodar as cordas. Do ponto de vista musical, a ponte e o capotraste funcionam como as extremidades da corda. A distância entre estes dois pontos é chamada de comprimento da escala da guitarra.

A corda passa pelo capotraste e se conecta às tarraxas, que permitem que o músico aumente ou diminua a tensão das cordas para afiná-las.

Foto cedida por Gibson Guitars

As tarraxas de um violão Gibson SJ200 Vine

Em quase todas as tarraxas existe uma pequena engrenagem que ajuda a apertar a corda.

Som, notas e tons

O violão é um instrumento musical e o seu objetivo é fazer música. Música é a organização de sons em padrões que o cérebro humano acha agradável (ou pelo menos intrigante). Para entender melhor a música, vamos começar respondendo algumas perguntas básicas: o que é som?

Som é qualquer mudança na pressão do ar que os nossos ouvidos conseguem detectar e processar. Entretanto, a movimentação do ar tem que ser forte o suficiente para mover os tímpanos nos nossos ouvidos. Quanto mais forte a pressão, mais alto é o som.

Para nossos ouvidos perceberem o som, ele precisa estar dentro de uma certa faixa de freqüência. Para a maioria das pessoas, a extensão de sons audíveis é de 20 Hz (Hertz, oscilações por segundo) até 15 mil Hz. Não conseguimos ouvir sons abaixo de 20 Hertz ou acima de 15 mil Hertz.

Um tom é um som que se repete a uma determinada freqüência.

Um tom é formado por uma freqüência ou uma pequena quantidade de freqüências relacionadas. O oposto de um tom é uma combinação de centenas ou milhares de freqüências aleatórias. Chamamos esta combinação aleatória de sons de ruído. Quando você ouve o som de um rio, o som do vento balançando as folhas, o som de papel sendo rasgado ou o som da sua TV sintonizando um canal inexistente, você está ouvindo ruído.

O ruído não apenas soa aleatório, como também se apresenta graficamente de maneira aleatória.

A nota musical é um tom. Entretanto, o tom de uma nota musical é já a reunião de vários tons que agradam o cérebro humano quando usados em conjunto. Você pode escolher, por exemplo, um conjunto de notas nas seguintes freqüências:

• 264 Hz • 297 Hz • 330 Hz • 352 Hz • 396 Hz • 440 Hz • 495 Hz • 528 Hz

Este conjunto particular de notas é conhecido como escala maior. Cada nota da escala é multiplicada por uma certa fração para atingir a próxima nota. Veja como funciona a escala maior:

• 264 Hz * 9/8 = 297 Hz • 297 Hz * 10/9 = 330 Hz • 330 Hz * 16/15 = 352 Hz

• 352 Hz * 9/8 = 396 Hz • 396 Hz * 10/9 = 440 Hz • 440 Hz * 9/8 = 495 Hz • 495 Hz * 16/15 = 528 Hz

Por que essas frações específicas foram usadas na escala maior? Simplesmente porque elas soam bem. Estas notas têm nomes. Veja a seguir:

• 264 Hz - C, dó (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 297 Hz - D, ré (multiplique por 10/9 para obtê-la) • 330 Hz - E, mi (multiplique por 16/15 para obtê-la) • 352 Hz - F, fá (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 396 Hz - G, sol (multiplique por 10/9 para obtê-la) • 440 Hz - A, lá (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 495 Hz - B, sí (multiplique por 16/15 para obtê-la) • 528 Hz - C, dó (multiplique por 9/8 para obtê-la)

E a seqüência se repete.

Os nomes são totalmente arbitrários, assim como as frações, mas elas têm um som que agrada as pessoas.

Perceba que as duas notas Dó são separadas por um múltiplo de dois (264 é metade de 528). Este é o fundamento das oitavas. Para subir uma oitava de uma nota, basta multiplicar a freqüência por dois, e para diminuí-la basta dividir a freqüência por dois.

Você já deve ter ouvido falar de "sustenido" e "bemol". De onde eles vêm? A escala de notas mostrada acima está no "tom de dó", porque as frações foram aplicadas ao Dó como nota inicial. Se o Ré fosse a nota inicial, com uma freqüência de 297, estaríamos no "tom de ré" e as freqüências seriam assim:

• 297 Hz - D, ré (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 334,1 Hz - E, mi (multiplique por 10/9 para obtê-la) • 371,3 Hz - F, fá (multiplique por 16/15 para obtê-la) • 396 Hz - G, sol (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 445,5 Hz - A, lá (multiplique por 10/9 para obtê-la) • 495 Hz - B, sí (multiplique por 9/8 para obtê-la) • 556,9 Hz - C, dó (multiplique por 16/15 para obtê-la) • 594 Hz - D, ré (multiplique por 9/8 para obtê-la)

E a seqüência se repete.

As notas em 297 Hz (D), 396 Hz (G) e 495 Hz (B) no tom de ré coincidem com as notas do tom de dó. A nota E no tom de ré (em 334,1 Hz) é muito próxima à nota E no tom de dó (330 Hz). Pode-se dizer a mesma coisa da nota A. F e C, entretanto, são diferentes nestes dois tons. F e C no tom de D são chamadas de F# (Fá sustenido) e C# (Dó sustenido) no tom de C. Fá sustenido também pode ser chamado de Sol bemol e Dó sustenido pode ser chamado de Ré bemol. Se você aplicar as frações para todos os

outros tons, mescle todas as notas idênticas e próximas e veja os sustenidos que sobraram. Você vai perceber que serão necessárias as notas A#, C#, D#, F# e G# para completar a seqüência de todos os tons.

Você pode ver que, com toda essa mescla de tons, a escala maior dá várias formas arbitrárias de se afinar um instrumento. Por exemplo, você pode afinar notas no tom de dó e e os sustenidos de Fá e Dó para o tom de ré ou os sustenidos de Ré e Sol. Isso pode virar uma bagunça.

Continue lendo para descobrir como o problema foi resolvido.

Escala temperada

O mundo da música atual adota uma escala chamada escala temperada. A nota Lá vibra em 440 Hz e todas as outras notas são afinadas a partir dela. Em uma escala temperada, todas as notas derivam da décima segunda raiz de 2 (aproximadamente 1,0595) em vez das frações que vimos anteriormente. Isto é, se você pegar a freqüência de qualquer nota e multiplicá-la por 1,0595, o resultado será a freqüência da nota seguinte. Aqui estão as três oitavas da escala temperada:

• 82,4 E - sexta corda solta • 87,3 F • 92,5 F# • 98,0 G • 103,8 G# • 110,0 A - quinta corda solta • 116,5 A# • 123,5 B • 130,8 C • 138,6 C# • 146,8 D - quarta corda solta • 155,6 D# • 164,8 E • 174,6 F • 185,0 F# • 196 G - terceira corda solta • 207,6 G# • 220 A • 233,1 A# • 246,9 B - segunda corda solta • 261,6 C - "Dó central" • 277,2 C# • 293,6 D • 311,1 D# • 329,6 E - primeira corda solta • 349,2 F • 370 F# • 98,0 G • 415,3 G# • 110,0 A - quinta corda solta

• 466,1 A# • 493,8 B • 523,2 C • 554,3 C# • 587,3 D • 622,2 D# • 659,2 E - décima segunda casa da primeira corda

Como você pode ver nesta tabela, estamos falando novamente sobre os violões. Esta é a afinação de um violão. Um violão com 12 trastes tem um alcance de três oitavas, como demonstrado acima. A sexta corda solta é a nota mais grave, e a nota da décima segunda casa da primeira corda é a mais aguda. Aqui está o layout das notas em um violão.

Você pode ver neste diagrama que existem 72 casas, mas a tabela acima mostra apenas 37 notas únicas. Portanto, existem várias maneiras de tocar as mesmas notas em um violão, e isto também é utilizado para afinar as cordas. Por exemplo, você pode afinar o Lá na quinta casa da primeira corda em 440 Hz. Você sabe que o Mi da quinta casa da segunda corda tem o mesmo som da primeira corda solta, então você afina a segunda corda usando a primeira corda como referência. O mesmo acontece nas outras cordas do violão. Por exemplo:

• a quarta casa da terceira corda (B) tem o mesmo som da segunda corda solta

• a quinta casa da quarta corda (G) tem o mesmo som da terceira corda solta • a quinta casa da quinta corda (D) tem o mesmo som da quarta corda solta • a quinta casa da sexta corda (A) tem o mesmo som da quinta corda solta

Quando todas as cordas estiverem perfeitamente afinadas utilizando a referência do Lá em 440 Hz, o violão terá as notas com as freqüências mostradas na tabela acima. Esta é a "afinação padrão".

Cordas e trastes

A pergunta agora é: como um violão gera as freqüências mostradas na página anterior? O violão utiliza a vibração das cordas para emitir notas. Qualquer corda sob tensão vai vibrar em uma freqüência específica. Isto está relacionado com:

• o comprimento da corda • a tensão da corda • a espessura da corda • a elasticidade do material da corda

Em um violão existem cordas com espessuras de tamanhos diferentes. A espessura também é conhecida como calibre da corda. A primeira corda é como um fio e a sexta é encapada, por isso, muito mais grossa e pesada. A tensão das cordas é controlada pelas tarraxas. O comprimento das cordas soltas, também conhecido como o comprimento de escala, é a distância do capotraste até a ponte. Na maioria dos violões, a escala mede de 60 a 65 cm. Quando você pressiona a corda em uma casa, o comprimento desta corda muda. Conseqüentemente, a freqüência que ela emite ao vibrar também muda.

Foto cedida por Gibson Guitars

O braço de um violão Gibson SJ200 Vine

Os trastes são espaçados para produzir as freqüências corretas quando a corda é pressionada nas casas. O número mágico do posicionamento dos trastes é 17,817. Vamos supor que o comprimento da escala do violão é de 65 cm. O primeiro traste deve estar localizado a 3,65 cm (65 / 17,817) do capotraste ou 61,35 cm da ponte. O segundo traste deve estar localizado a 3,44 cm (61,35 / 17,817) do primeiro traste ou 57,9 cm da ponte. O décimo segundo traste deve estar exatamente no meio do caminho entre o capotraste e a ponte. A tabela a seguir mostra todas as posições dos trastes e a freqüência de cada nota na primeira corda. O comprimento da escala é de 65 cm.

Nota Casa Freqüência (primeira corda)

Distância do traste à ponte (cm)

E solta 329,6 65

F 1 349,2 61,35

F# 2 370 57,9

G 3 392 54,65

G# 4 415,3 51,6

A 5 440 48,7

A# 6 466,1 45,95

B 7 493,8 43,375

C 8 523,2 40,95

C# 9 554,3 38,65

D 10 587,3 36,475

D# 11 622,2 34,425

E 12 659,2 32,5 Os valores desta tabela são para uma escala com comprimento de 65 cm

O som do violão

Você já deve ter percebido que um piano, harpa, bandolim, banjo e guitarra reproduzem as mesmas notas utilizando cordas. Então, por que cada instrumento soa tão diferente? Diferentes instrumentos podem ser reconhecidos pelo som que produzem. Qualquer um pode perceber a diferença entre um piano e um banjo. Um violão emite o seu som da seguinte maneira:

1. Quando as cordas vibram, a vibração é transmitida para a ponte.

2. A ponte transmite a vibração para o corpo. 3. O corpo amplifica o som. 4. O som sai pela boca do violão.

Um fato intrigante Um piano tem 88 teclas que se estendem por mais de 7 oitavas. A nota mais grave do piano vibra numa freqüência de 27,5 Hz e a nota mais alta vibra numa freqüência de 4.186 Hz.

O material do corpo, o seu formato e a utilização de cordas dão ao violão o seu som único.

Foto cedida por Gibson Guitars

A construção do corpo de um violão Gibson SJ200 Vin e

Existem diversas maneiras de se modificar o som de um instrumento.

Esse é o visual da nota. É uma senóide pura de 440 Hz:

O som do violão pode ser modificado se você adicionar harmônicos. Quando você bate em uma corda, ela toca uma nota pura, mas também emite harmônicos que têm freqüências duas, três ou quatro vezes mais altas que a nota fundamental. Outras cordas também captam as vibrações da ponte e adicionam as suas próprias. Portanto, o som que você ouve de um violão para uma nota é, na verdade, uma mistura de várias freqüências relativas.

Aqui estão as duas notas mescladas:

O violão também adiciona um envelope em cada nota que é reproduzida. A nota não começa e pára abruptamente. Ela vai se desenvolvendo durante a vibração das cordas.

Neste momento, a amplitude (volume) da nota muda. Por exemplo, o envelope de som de um violão seria assim:

Isso não soa como um violão, mas é mais próximo do som do instrumento do que uma senóide de 440 Hz. Para fazer a nota soar exatamente como em um violão, você teria que:

• juntar o conjunto certo de harmônicos, na freqüência e amplitude corretas; • conseguir o envelope correto; • conseguir as variações tonais corretas. O corpo do violão favorece algumas

freqüências (o volume delas é maior) e desfavorece outras. Você teria que aplicar esta variação nas notas.

Se você fizesse tudo isso, seria possível criar uma nota com som de violão. É o que fazem os sintetizadores quando simulam os sons de diferentes instrumentos.

Marshall Brain. "HowStuffWorks - Como funciona o violão". Publicado em 01 de abril de 2000

(atualizado em 03 de outubro de 2008) http://lazer.hsw.uol.com.br/violao.htm/printable (01

de março de 2010)