física do som geral - 11ºano - teste 1

Fsica do Som Geral 11 Ano Ano letivo: 2012/2013

1

Objetivos

1) Definir e aplicar os seguintes conceitos: ciclo, perodo, frequncia (altura) e amplitude

(intensidade).

2) Distinguir os instrumentos que executam oscilaes livres amortecidas dos instrumentos

que executam oscilaes foradas.

3) Anlise de um som musical: transitrio de ataque, perodo de estabilidade e transitrio de

extino relao com os dois tipos de oscilao.

4) Distinguir os sons complexos peridicos (altura definida) dos sons complexos aperidicos

(sons de altura indefinida).

5) Construir a srie dos harmnicos at ao 20 parcial, sendo dado o som fundamental.

6) Definir onda.

7) Distinguir as ondas mecnicas das no-mecnicas; as ondas propagativas das estacionrias;

as ondas esfricas das planas; as ondas transversais das longitudinais; as ondas dispersivas

das no-dispersivas.


2

Materiais de Apoio

1) CONCEITOS

Ciclo: percurso efetuado por um determinado corpo ao fim do qual o movimento repete sempre

as mesmas caractersticas.

Perodo: intervalo de tempo que leva a efetuar um ciclo. O perodo representa-se pela letra T e

exprime-se normalmente em segundos (s).

Frequncia: nmero de ciclos efetuados na unidade de tempo (normalmente, o segundo),

portanto, o nmero de ciclos por segundo. Esta grandeza representa-se pela letra f e a unidade

o Hz (Hertz ciclos/s). Por exemplo, uma corda de guitarra com a frequncia de 200Hz efetua

200 ciclos num segundo ou 200 vibraes num segundo. J o diapaso, utilizado pelos msicos

para afinao, emite a nota l3, que apresenta uma frequncia de 440Hz, o que significa que os

seus ramos oscilam 440 vezes por segundo.

Das definies de perodo e de frequncia conclui-se que quando a frequncia aumenta

(som mais agudo) o perodo diminui e quando a frequncia diminui (som mais grave) o

perodo aumenta. Uma o inverso da outra.

Na acstica musical, usa-se preferencialmente a frequncia e no o perodo para definir um

movimento vibratrio, devido correspondncia direta que existe entre altura e frequncia.

Deste modo, quando a frequncia de vibrao aumenta, a altura do som sobe, ou seja, quanto

maior a frequncia, mais agudo o som. Pelo contrrio, quanto menor a frequncia, mais grave

o som.

Amplitude: deslocamento mximo a partir da posio de equilbrio. A nvel musical, a

amplitude apresenta uma correspondncia direta com a intensidade, pois quanto maior a

amplitude, mais intenso (mais forte) o som, e vice-versa.

2) PERODOS DE DURAO DE UM SOM

Num som consideram-se trs perodos de durao:

Transiente ou transitrio inicial: passagem do silncio ao som ataque.

Transiente ou transitrio de extino: perodo em que o som se extingue decaimento.


3

Perodo de estabilidade: perodo entre os dois perodos anteriores regime estacionrio ou

permanente de um som.

3) DIFERENTES TIPOS DE OSCILAO

Oscilao livre amortecida: no podendo desprezar a existncia de foras dissipativas (como o

atrito ou a viscosidade do ar, por exemplo), qualquer sistema fsico real, quando colocado em

vibrao livre, apresenta uma oscilao livre amortecida, ou seja, h uma diminuio da

amplitude de oscilao ao longo do tempo e o sistema acaba por parar ao fim de um certo

tempo. Nos instrumentos que executam estes tipo de oscilao, como o caso dos instrumentos

de percusso e do piano, devido ao fenmeno do amortecimento (decaimento da

amplitude/intensidade ao longo do tempo), a extino do som comea logo aps o ataque,

portanto, no de esperar que possuam um perodo de estabilidade por exemplo, o martelo

percute a corda de um piano e depois abandona-a, deixando-a a vibrar livremente,

consequentemente, a amplitude declina imediata e constantemente at extino do som.

Oscilao forada: Suponhamos que um sistema posto a oscilar, mas que lhe fornecida

energia de forma contnua e atravs da aplicao de uma fora, ele entra em vibrao forada.

Portanto, a vibrao imposta ao sistema por uma ao externa independente. O sistema ento

obrigado a oscilar, estando submetido a uma excitao contnua no tempo. J num sistema

livre, aps a aplicao de uma fora que coloca o sistema a oscilar, ele entra em movimento sem

haver qualquer ao ulterior sobre ele.

Nos instrumentos musicais que excutam este tipo de oscilao, aps o transitrio inicial,

surge um perodo mais ou menos estacionrio, que corresponde ao movimento forado no

instrumento por exemplo, o movimento forado do arco num violino ou o movimento forado

de um jacto de ar no bocal do trompete. O transitrio de extino surge quando o sistema

forado removido.


4

Os instrumentos musicais podem assim ser divididos em dois grandes grupos: os

instrumentos que produzem sons em oscilao livre amortecida (o piano e o xilofone, por

exemplo) e os que produzem sons em oscilao forada (o violino e a trompa, por exemplo).

4) SONS COMPLEXOS

SONS COMPELXOS: sons constitudos por mais do que uma frequncia, por isso, podem ser

considerados como um somatrio de sons simples ou sinusoidais. Cada uma das frequncias que

constitui um som complexo denomina-se componente ou parcial. O primeiro dos parciais

designado como som fundamental.

Som complexo peridico som constitudo unicamente por parciais harmnicos

(parciais que so mltiplos inteiros do som fundamental) som de altura definida.

Som complexo aperidico som em que pelo menos um dos seus parciais no-

harmnico som de altura indefinida.

5) Srie dos Harmnicos

física do som geral - 11ºano - teste 1

Documents