Ressonâncias e ondas estacionárias
ONDAS INCIDENTES SE ENCONTRAM COM ONDAS REFLETIDAS e formam uma onda
que parece estar parada Interferência
e reflexão
Nós interferência
destrutiva
Ventre: barriga do
ventre interferência construtiva
Amplitude da onda
estacionária tem amplitude 2 x ventre é a barriga
Comprimento de onda =
lâmbida = ventre a ventre
De nó a nó ½ lâmbida De
NÓ a um ventre = lâmbida/4
V = lâmbida . frequência
Frequência =
velocidade/comprimento de onda (lâmbida)
Frequência f1 = frequência fundamental = menor frequência = 1º
harmônico
F1= V/COMPRIMENTO DE ONDA 1
(Lâmbida) ou V/2L COMPRIMENTO OU LÂMBIDA
Frequências seguintes, f2 (2f1); f3 = (3f1) outros harmônicos
RESSONÂNCIA
A vibração
de um corpo ESTIMULA A oscilação de corpos próximos
Se a
frequência das ondas sonoras = f natural de oscilação de outros corpos =
atingira elevados valores de amplitude,
TRANSFERINDO
ENERGIA PARA OS CORPOS
Instrumentos acústicos que
produzem som por si só, em geral, são dotados de caixas ou tubos de ressonância
(o “corpo” de um violão é sua caixa de ressonância), que amplificam o som das
cordas ou peles vibrando ou do ar passando, caso dos instrumentos de
sopro.
INSTRUMENTOS
ELÉTRICOS PASSIVOS Quando falamos em “instrumentos elétricos, a caixa de ressonância foi substituída por
um captador eletromagnético. Como exemplo, temos o contrabaixo elétrico, a guitarra elétrica,
pianos elétricos. Recentemente vi
pela primeira vez um violino elétrico.
INSTRUMENTOS
ELÉTRICOS “ATIVOS” Quando,
além dos captadores, há circuitos eletrônicos alimentados
por energia elétrica (fonte de
alimentação ou pilhas/baterias), como nos casos dos contrabaixos e guitarras com captadores ativos, eles são chamados de instrumentos elétricos
“ativos”.
Instrumentos
eletrônicos ou “digitais”. Estes têm seus sons
gerados por circuitos eletrônicos, como os teclados eletrônicos, as baterias eletrônicas. Já vi até um acordeão eletrônico. Uma
característica muito legal dos instrumentos eletrônicos é que eles são multitimbrais, ou seja,
possuem vários tipos de timbres a escolher. Um tecladista pode, no seu instrumento,
tocar bateria, flauta, trompete,
contrabaixo, etc.
OS INSTRUMENTOS ELÉTRICOS (ATIVOS OU
PASSIVOS) COM
PROCESSAMENTO ELETRÔNICO.
Quando ligamos um contrabaixo ou guitarra elétricos em um pedal de efeitos
(nome comum dado aos módulos de efeitos
feitos para músicos, acionados com o pé), estamos proporcionando a um instrumento elétrico um processamento eletrônico,
já que o pedal (em geral, 1 efeito) ou
pedaleira (vários efeitos) são circuitos eletrônicos.
Onda estacionária:
barriguinha da onda 2 nós e 1 ventre
crista da onda ou vale
Lâmbida: crista a crista, ou
Nó a nó ou vale a vale
1º harmônico ½ lâmbida 2º
harmônico 3º harmônico
L = comprimento de onda
V = Velocidade do som
F = Frequência HARMÔNICA = ESCALA MUSICAL
F = nV/2l = cordas sonoras e
tubos abertos
Número de lâmbidas.
Velocidade sobre duas vezes o comprimento
Lâmbida: l dois nõs e uma
crista e vale
N = NÚMERO DE HARMÔNICOS
L = n l/2
V = l.F
A onda estacionária não sai do
ponto de oscilação
F1 = maior frequência = frequência fundamental
= 1º harmônico
F2
2º harmônico
F3
= 3º harmônico
Interferência
que ocorre em ondas unidirecionais
Uma FONTE
GERA uma onda que movimenta harmônico simples e gera uma onda em uma corda
Essa onda
bate num anteparo e é refletida
A fonte
vibra novamente gerando uma onda incidente
Que vai de
encontro a onda refletida
Quando os
pulsos se encontram ora é construtiva, ora é destru.
Se a fonte
realizar um movimento repetidamente gerando várias ondas consecutivas, as
superposições das ondas dára origem a uma onda estacionária
Várias
reflexões de onda sobre várias ondas incidentes gera o conjunto que é a onda
estacionária
Identificar
os pontos de amplitude máxima, tanto para cima quanto para baixo que são chamados ventres
Nos ventres
ocorre INTERFERÊNCIA DO TIPO CONSTRUTIVA
OS PONTOS
MÉDIOS SÃO OS NÓS que permanecem em repouso
Não há
transporte de energia ao longo dessa corda
VENTRES são
interferência construtivas
NÓS
interferência destrutiva
O QUE ESTÁ
ESTACIONARIO É A ENERGIAÁ
Tubos
abertos: duas extremidades abertas flauta, piston produzem sons pela oscilação
das colunas de ar entre eles
1º harmônico
1 vale até uma crista – por ser uma onda estacionária
Cordas
sonoras e tubos aberto é íntima
Tubos fechados: só uma extremidade fechada – só há
harmônicos ímpares
F = nV/4l = tubos
fechados só tem harmônicos ímpares
Fundamentação física do timbre
Embora este fenômeno seja conhecido há
séculos, somente há algumas décadas, com o advento da eletrônica foi possível
compreendê-lo com mais precisão.
O Lá central do piano possui a frequência de 440Hz. A nota
equivalente produzida por um violino possui a mesma frequência. O que permite
ao ouvido diferenciar os dois sons e identificar sua fonte é a forma da onda e
seu envelope sonoro.
Envelope
sonoro
Não é só a forma de onda que define que um
som é produzido por determinado instrumento, mas também a forma como o som se
inicia, se mantém e termina ao longo do tempo. Esta característica é chamada envelope sonoro ou envoltória
sonora. Ainda que as formas de onda de dois instrumentos sejam muito parecidas,
ainda poderíamos distingui-las pelo seu envelope. O envelope é composto
basicamente de quatro momentos: Ataque, decaimento, sustentação e relaxamento.
Este perfil, conhecido como envelope ADSR, é mostrado abaixo:
A imagem ao lado mostra o envelope
característico de três instrumentos. O primeiro é de uma tabla, espécie de tambor da Índia. Veja como o som surge quase
instantaneamente após a percussão da pele pelas mãos do executante e como cada
nota tem uma duração muito curta. A segunda onda mostra três notas produzidas
por uma trompa. Aqui a nota se inicia com um aumento mais gradual de intensidade, sofre um pequeno decaimento após o início da nota e dura todo
o tempo em que o trompista mantém o sopro, desaparecendo de forma bastante
rápida ao final das notas. O terceiro exemplo mostra uma longa nota produzida
por uma flauta. O som surge muito suavemente, mantém-se com amplitude quase
constante e depois desaparece lentamente. Vejamos com mais detalhes cada um dos
momentos presentes nestes exemplos:
Ataque: transiente é o
início de cada nota musical. Em um instrumento de corda tocado com arco, o som
surge e aumenta lentamente de intensidade, assim como no exemplo da flauta. Se
a mesma corda for percutida o som surgirá muito rapidamente e com intensidade
alta. Dependendo do instrumento, o ataque pode durar de alguns centésimos de
segundo até mais de um segundo.
Decaimento: em alguns instrumentos, após o ataque o som sofre um decaimento
de intensidade antes de se estabilizar. Em um instrumento de sopro, por
exemplo, isso pode se dever à força inicial necessária para colocar a palheta em vibração, após o que a
força para manter a nota soando é menor. Normalmente dura apenas de alguns
centésimos a menos de um décimo de segundo. Nos exemplos mostrados, o
decaimento é claramente percetível nas notas da tabla e levemente na segunda
nota da trompa.
Sustentação: corresponde ao tempo de duração da nota musical. Na maior parte dos instrumentos este tempo pode
ser controlado pelo executante. Durante este tempo a intensidade é mantida no
mesmo nível, como as notas da trompa e da flauta na imagem. Alguns instrumentos
(principalmente os de percussão) não permitem controlar este tempo. Em alguns
casos o som nem chega a se sustentar e o decaimento inicial já leva o som
diretamente ao seu desaparecimento, como na tabla.
Relaxamento: final da nota,
quando a intensidade sonora diminui até desaparecer completamente. Pode ser
muito brusco, como em um instrumento de sopro, quando o instrumentista corta o
fluxo de ar, ou muito lento, como em um gongo ou um piano com o pedal de
sustentação acionado. Na imagem acima, a nota da flauta tem um final suave
devido à reverberação da sala onde a música foi
executada, que fez o som permanecer ainda por um tempo, mesmo após o término do
sopro.
A combinação entre os tempos de ataque,
decaimento, sustentação e relaxamento é tão importante para permitir reconhecer o timbre de um
instrumento, que em alguns casos usa-se um sintetizador ou sampler para alterar estes tempos
e criar timbres totalmente novos a partir do som de instrumentos conhecidos.
Parâmetros sonoros[editar | editar
código-fonte]
Note que no início da
nota (ataque)
Cada material tem a sua onda de RESSONÃNCIA ou
sua onda estacionária. Quanto maior o tubo, mais baixa a frequência.
A sala pode entrar em ressonância, ou ter uma
onda com a onda causada pelo instrumento
Frequência aguda tem pequeno comprimento de onda
Frequência grave tem um comprimento de onda maior
Há um frequência que tem o DOBRO DO COMPRIMENTO
DE ONDA DA SALA:
EX UMA
SALA COM 5M. HÁ FREQUÊNCIA 10M. FAZ A SALA ENTRAR EM RESSONÂNICA
Pois A ONDA IRÁ IR E VOLTAR REFLETIR
Onda estacionária é a onda que faz a sala entrar
em ressonância
1º harmônico da onda estacionária da sala; 2º
harmônico, será uma oitava acima
Ex: nota lá 440h. Uma oitava acima será uma nota
lá também, porém 880h ou 2º harmônico.
As
frequências vão aumentando, a medida que passa os harmônicos Uma oitava acima,
vai diminuindo a onda estacionária
Frequência problemática da sala:
344m/s/pelo dobro do tamanho da sala
Ex: sala com 5m DE DISTÂNCIA. Então o 1º harmônico
= 344/10h = 34,4h FARÁ A SALA ENTRAR EM RESSONÂNCIA. PROBLEMA NA FREQUÊNCIA
34,4h; 68,8h; 103,2h e 206,4
A partir do 5º harmônico, perde-se potência
Deve-se fazer isso com as medidas da largura,
comprimento e altura da sala.
Se for quadrado, deve-se somar.
Estúdio com medidas diferentes é melhor
RESSONÂNCIA:
A FONTE
SONORA TRANSFERE ENERGIA PARA OS CORPOS
Ex: um
violino é tocado próximo a uma taça de vidro
Frequência
do violino for igual a frequência natural de oscilação da taça de vidro
A vibração
da fonte sonora estimula a vibração de corpos próximos a ela
Frequência da onda sonora = frequência de oscilação
do(s) corpo(s)
A vibração
dos corpos terão elevados valores de amplitude
UM CORPO A
vibra
UM CORPO B ABSORVE AS VIBRAÇÕES DE A
ENTRA EM MOVIMENTO SOBRE A INFLUÊNCIA DESSSAS VIBRAÇÕES
Ao
sintonizar uma rádio significa fazer seu receptor de rádio ou TV entrar em
ressonância com a rádio emissora
O receptor
capta a energia do rádio ou da TV COM EFICIÊNCIA MÁXIMA e o sinal da emissora é
reproduzido pelo receptor.
As ondas das
outras emissoras passam batidas
Qualquer
objeto tem uma ou mais frequência.
Para cada
valores de comprimento de onda, ressonância equivalente
ONDA
ESTACIONÁRIA superposição de duas ondas idênticas de
MESMA FREQUÊNCIA
Quando duas
ondas se refletem sucessivamente nas duas extremidades produzem uma onda
estacionária
ONDA
ESTACIONÁRIA da origem a uma onda sonora que se propaga no ar com frequência
determinada pela propriedade da corda
O
COMPRIMENTO É UMA DAS DIMENSÕES DA SALA: LARGURA, ALTURA OU COMPRIMENTO
Normalmente
são de graves de 20 à 250h
Sobra de
grave pode não ser problema de captação
Sala seca corta todos o tempo de reverberação e
Sala morta absorver todos os agudos o agudo
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