Todos os sons que ouvimos são produzidos por vibrações que excitam as moléculas do ar à nossa volta, as quais transmitem esta excitação a outras, e assim sucessivamente, até que esta movimentação em forma de ondas chega ao nosso ouvido.
Quando algum objeto vibra de forma completamente desordenada, dizemos que o som produzido por esta vibração é um ruído, como por exemplo o barulho de uma explosão ou um trovão.
Mas quando o objeto vibra de forma ordenada e constante, produzindo uma onda mais pura, dizemos que este som é uma nota musical, de som agradável aos ouvidos.
Para compreender melhor esta diferença, vamos entender melhor a vibração sonora. Quando não há som, as moléculas de ar mantem uma mesma distância umas das outras. Veja na ilustração abaixo esta disposição. Na figura as moléculas têm um alinhamento perfeito, o que não ocorre na prática. Por isto a figura é apenas uma ilustração didática:
Mas quando há vibração de um corpo, este corpo transmite suas vibrações para o ar, que tem suas moléculas agitadas. Agitadas, as moléculas passam a formar grupos com distâncias diferentes entre as moléculas. O grupo onde as moléculas estão mais próxima denominamos de compressão. Ao grupo onde as moléculas estão mais distantes denominamos de rarefação. Veja a ilustração abaixo: 
Ao estudarmos os grupos de ar comprimido e rarefeito, observaremos que eles se alternam sucessivamente. À este comportamento damos o nome de onda. Veja a correspondência entre os grupos rarefeito e comprimido e a onda sonora gráfica:
Observe que o grupo de ar comprimido é representado pelo pelo ponto mais alto do gráfico, enquanto que o grupo rarefeito é representado pelo ponto mais baixo do gráfico.
Na prática, pense na corda de um violão. Quando tocada, a corda transmite à atmosfera uma variação de pressão que se repete consecutivamente e de acordo com um padrão, gerando assim o som que se ouve. Estamos com isto na presença de um fenômeno denominado de onda sonora. Veja ailustração:
Imprimindo um impulso inicial à corda é desencadeado um movimento oscilatório que provoca a deslocação entre as posições designadas na figura anterior como Amplitude Máxima e Amplitude Mínima, passando pela posição de repouso. A variação da pressão atmosférica consiste numa compressão e rarefação consecutiva das moléculas de ar localizadas nas zonas perturbadas pelo movimento da corda, sendo estas perturbações propagadas ao longo do espaço em todas as direções.
Na prática, o movimento oscilatório da corda repete-se durante um determinado período de tempo, acabando por se amortecer progressivamente devido ao atrito exercido pelo ar. O gráfico abaixo ilustra este amortecimento:
Para efeitos didáticos, admitimos que este efeito de amortecimento não se manifesta, tal como aconteceria dentro de um ambiente vazio (em vácuo), e que o movimento oscilatório se repete indefinidamente mantendo constantes as amplitudes máximas e mínimas ao longo do tempo.
Na antiguidade foram várias as civilizações que realizaram experiências no campo da acústica. A mais bem sucedida foi a civilização Grega que, por intermédio dos Pitagóricos (seguidores de Pitágoras), conseguiu relacionar a acústica com a aritmética. Para tal, muito terá contribuído o papel de relevo desempenhado pela música nas cerimônias gregas assim como os instrumentos por eles utilizados: instrumentos de cordas, sobretudo a cítara, ligados ao culto de Apolo; e os de sopro, sobretudo a flauta, ligados ao culto de Dionísio. Tais instrumentos terão sido bastante sugestivos aos Pitagóricos, pois tanto a cítara, com as suas cordas vibrantes, como a flauta, com os seus furos alinhados e regularmente espaçados, se prestam a observações que associam a acústica à aritmética.
Pensa-se que as experiências acústicas realizadas pelos Pitagóricos tenham passado pela utilização de um instrumento chamado monocórdio, que consiste numa régua a cujas extremidades está preso um fio tenso, ao longo da qual desliza um cavalete que possibilita fazer vibrar qualquer porção da corda.
Com este instrumento, os Pitagóricos terão observado que os sons obtidos da corda inteira e da sua metade estão numa relação à qual o ouvido humano é muito sensível, e que denominamos de consonância, a qual corresponde ao intervalo de oitava. Terão descoberto também outras consonâncias: o intervalo de quinta, que corresponde à relação entre os sons associados à corda inteira e a duas terças partes da corda; e o intervalo de quarta que corresponde à relação entre os sons obtidos a partir da corda inteira e de três quartas partes da corda.
No mundo de hoje, existem várias maneiras de se estudar cientificamente o fenômeno sonoro. Todas essas disciplinas estão interligadas, mas cada uma enfoca um aspecto específico do fenômeno. A acústica física estuda aparte material do fenômeno sonoro, enquanto a psico-acústica trata da percepção do fenômeno sonoropelos sentidos. Estas duas disciplinas são as mais relevantes para o estudo que iremos desenvolver. Intimamente ligada, e subordinada, a elas, há também uma parte do estudo da fisiologia que trata das estruturas dos aparelhos fonador e auditivo dos seres vivos. O que chamamos de acústica musical relaciona os dados dessas disciplinas com a atividade artística.
A ondulatória é a parte da física que estuda os fenômenos que se apresentam em formas de ondas. Existem dois tipos básicos de fenômenos que se comportam dessa maneira: ondas mecânicas, que atuam no nível das moléculas, cujo fenômeno perceptivo associado é o som; e ondas eletromagnéticas, causadas pelo movimento de partículas subatômicas, cujos fenômenos perceptivos associados são, principalmente, a luz e as cores.
O som é uma qualidade perceptiva que é resultado da percepção de distúrbios das moléculas de um meio em um certo espaço de tempo. Esses distúrbios, por sua vez, apresentam-se em forma de ondas em sua propagação pelo meio. Para este fenômeno ocorrer há a necessidade de três elementos relacionados em um sistema: Emissor - Meio - Receptor:
O emissor tem a função de produzir um distúrbio no meio, que será percebido pelo receptor. É importante notar que o meio tem influência na qualidade do distúrbio, pois afeta a maneira como este se propaga. Estes distúrbios de natureza mecânicas são pequenas e rápidas variações de pressão do meio, causadas pelo movimento das moléculas, caracterizados por compressões e rarefações (descompressões, expansões). Esse movimento é sempre relacionado com uma onda de pressão que se propaga pelo meio. Ondas mecânicas podem ser de dois tipos: longitudinais, onde as moléculas movem-se na mesma direção de propagação da onda; e transversais, quando as moléculas movem-se perpendicularmente a essa direção. As ondas de pressão que caracterizam o som, que podemos chamar de ondas sonoras, são do tipo longitudinal que se propagam por uma série de compressões/descompressões em um meio, normalmente o ar. As ondas transversais são usualmente encontradas nas vibrações de partes de certos instrumentos musicais, como nas membranas (peles de instrumentos de percussão) e cordas.
• Emissor: é a fonte geradora que pode ser um instrumento musical, um motor ruidoso, um cone de alto-falante, ou qualquer outro dispositivo capaz de transformar algum tipo de energia em ondas sonoras; três elementos são geralmente identificados em relação à fonte sonora:
• Receptor: é o sistema que recebe e decodifica o estímulo proporcionado pela onda. Pode ser representado pelo sistema auditivo, ou outros meios de captação e registro sonoro como microfones e gravadores.
A onda sonora é um movimento vibratório que se propaga num meio elástico (ar, água, madeira ou metal, por exemplo), conforme leis da física. Quando uma força age sobre um corpo, produz uma vibração (pensemos numa corda de violão) que é transmitida ao meio elástico, provocando nele uma perturbação em forma de onda. Se entre a fonte produtora da onda e nós não existir vácuo, ou seja, houver meio elástico, esta vibração será propagada até ser percebida por nosso corpo. Nosso ouvido captará esse impulso e o enviará ao cérebro, que o decodificará como uma sensação psico-física e o compreenderá como um som.
Podemos entender de forma simplificada, que o som é produzido por movimentos de corpos vibratórios, que transmitem essa vibração para o ar através de ondas sonoras, e que ao chegarem aos nossos ouvidos são interpretadas e distinguidas nos seguintes 4 elementos: a altura, a intensidade, a duração e o timbre.
O som pode ser transmitido por deferentes materiais nos estados físicos gasoso, líquido ou sólido. Como meio gasoso, temos o ar, como meio líquido a água, e como meio sólido uma barra de madeira, por exemplo. A água é um meio mais rápido que o ar. E o ferro é um meio mais rápido que a água. Mais rápido significa percorrer mais metros por segundo. O único meio que não transmite o som é o vácuo.
A velocidade de transmissão do som depende do meio elástico aonde se propaga:
• Meio elástico ar: 341 metros por segundo (chamada velocidade do som).
• Meio elástico água: 1500 metros por segundo.
• Meio elástico madeira: 4000/4900 metros por segundo.
Fisicamente, o som é a oscilação na pressão do meio elástico, como o ar por exemplo, capaz de ser percebida pelo ouvido humano. E estas oscilações são vibrações que podem ser representadas graficamente por uma onda. Veja na ilustração abaixo, a representação gráfica de uma onda:
O número de ondas por unidade de tempo define o que chamamos de frequência do som.
A amplitude da onda define o que chamamos de intensidade sonora.
Quando algum objeto vibra de forma completamente desordenada, dizemos que o som produzido por esta vibração é um ruído, como por exemplo o barulho de uma explosão ou um trovão.
Mas quando o objeto vibra de forma ordenada e constante, produzindo uma onda mais pura, dizemos que este som é uma nota musical, de som agradável aos ouvidos.
Para compreender melhor esta diferença, vamos entender melhor a vibração sonora. Quando não há som, as moléculas de ar mantem uma mesma distância umas das outras. Veja na ilustração abaixo esta disposição. Na figura as moléculas têm um alinhamento perfeito, o que não ocorre na prática. Por isto a figura é apenas uma ilustração didática:
Mas quando há vibração de um corpo, este corpo transmite suas vibrações para o ar, que tem suas moléculas agitadas. Agitadas, as moléculas passam a formar grupos com distâncias diferentes entre as moléculas. O grupo onde as moléculas estão mais próxima denominamos de compressão. Ao grupo onde as moléculas estão mais distantes denominamos de rarefação. Veja a ilustração abaixo: Ao estudarmos os grupos de ar comprimido e rarefeito, observaremos que eles se alternam sucessivamente. À este comportamento damos o nome de onda. Veja a correspondência entre os grupos rarefeito e comprimido e a onda sonora gráfica:
Observe que o grupo de ar comprimido é representado pelo pelo ponto mais alto do gráfico, enquanto que o grupo rarefeito é representado pelo ponto mais baixo do gráfico.Na prática, pense na corda de um violão. Quando tocada, a corda transmite à atmosfera uma variação de pressão que se repete consecutivamente e de acordo com um padrão, gerando assim o som que se ouve. Estamos com isto na presença de um fenômeno denominado de onda sonora. Veja ailustração:
Imprimindo um impulso inicial à corda é desencadeado um movimento oscilatório que provoca a deslocação entre as posições designadas na figura anterior como Amplitude Máxima e Amplitude Mínima, passando pela posição de repouso. A variação da pressão atmosférica consiste numa compressão e rarefação consecutiva das moléculas de ar localizadas nas zonas perturbadas pelo movimento da corda, sendo estas perturbações propagadas ao longo do espaço em todas as direções.Na prática, o movimento oscilatório da corda repete-se durante um determinado período de tempo, acabando por se amortecer progressivamente devido ao atrito exercido pelo ar. O gráfico abaixo ilustra este amortecimento:
Para efeitos didáticos, admitimos que este efeito de amortecimento não se manifesta, tal como aconteceria dentro de um ambiente vazio (em vácuo), e que o movimento oscilatório se repete indefinidamente mantendo constantes as amplitudes máximas e mínimas ao longo do tempo.Na antiguidade foram várias as civilizações que realizaram experiências no campo da acústica. A mais bem sucedida foi a civilização Grega que, por intermédio dos Pitagóricos (seguidores de Pitágoras), conseguiu relacionar a acústica com a aritmética. Para tal, muito terá contribuído o papel de relevo desempenhado pela música nas cerimônias gregas assim como os instrumentos por eles utilizados: instrumentos de cordas, sobretudo a cítara, ligados ao culto de Apolo; e os de sopro, sobretudo a flauta, ligados ao culto de Dionísio. Tais instrumentos terão sido bastante sugestivos aos Pitagóricos, pois tanto a cítara, com as suas cordas vibrantes, como a flauta, com os seus furos alinhados e regularmente espaçados, se prestam a observações que associam a acústica à aritmética.
Pensa-se que as experiências acústicas realizadas pelos Pitagóricos tenham passado pela utilização de um instrumento chamado monocórdio, que consiste numa régua a cujas extremidades está preso um fio tenso, ao longo da qual desliza um cavalete que possibilita fazer vibrar qualquer porção da corda.
Com este instrumento, os Pitagóricos terão observado que os sons obtidos da corda inteira e da sua metade estão numa relação à qual o ouvido humano é muito sensível, e que denominamos de consonância, a qual corresponde ao intervalo de oitava. Terão descoberto também outras consonâncias: o intervalo de quinta, que corresponde à relação entre os sons associados à corda inteira e a duas terças partes da corda; e o intervalo de quarta que corresponde à relação entre os sons obtidos a partir da corda inteira e de três quartas partes da corda.No mundo de hoje, existem várias maneiras de se estudar cientificamente o fenômeno sonoro. Todas essas disciplinas estão interligadas, mas cada uma enfoca um aspecto específico do fenômeno. A acústica física estuda aparte material do fenômeno sonoro, enquanto a psico-acústica trata da percepção do fenômeno sonoropelos sentidos. Estas duas disciplinas são as mais relevantes para o estudo que iremos desenvolver. Intimamente ligada, e subordinada, a elas, há também uma parte do estudo da fisiologia que trata das estruturas dos aparelhos fonador e auditivo dos seres vivos. O que chamamos de acústica musical relaciona os dados dessas disciplinas com a atividade artística.
A ondulatória é a parte da física que estuda os fenômenos que se apresentam em formas de ondas. Existem dois tipos básicos de fenômenos que se comportam dessa maneira: ondas mecânicas, que atuam no nível das moléculas, cujo fenômeno perceptivo associado é o som; e ondas eletromagnéticas, causadas pelo movimento de partículas subatômicas, cujos fenômenos perceptivos associados são, principalmente, a luz e as cores.
O som é uma qualidade perceptiva que é resultado da percepção de distúrbios das moléculas de um meio em um certo espaço de tempo. Esses distúrbios, por sua vez, apresentam-se em forma de ondas em sua propagação pelo meio. Para este fenômeno ocorrer há a necessidade de três elementos relacionados em um sistema: Emissor - Meio - Receptor:
O emissor tem a função de produzir um distúrbio no meio, que será percebido pelo receptor. É importante notar que o meio tem influência na qualidade do distúrbio, pois afeta a maneira como este se propaga. Estes distúrbios de natureza mecânicas são pequenas e rápidas variações de pressão do meio, causadas pelo movimento das moléculas, caracterizados por compressões e rarefações (descompressões, expansões). Esse movimento é sempre relacionado com uma onda de pressão que se propaga pelo meio. Ondas mecânicas podem ser de dois tipos: longitudinais, onde as moléculas movem-se na mesma direção de propagação da onda; e transversais, quando as moléculas movem-se perpendicularmente a essa direção. As ondas de pressão que caracterizam o som, que podemos chamar de ondas sonoras, são do tipo longitudinal que se propagam por uma série de compressões/descompressões em um meio, normalmente o ar. As ondas transversais são usualmente encontradas nas vibrações de partes de certos instrumentos musicais, como nas membranas (peles de instrumentos de percussão) e cordas.• Emissor: é a fonte geradora que pode ser um instrumento musical, um motor ruidoso, um cone de alto-falante, ou qualquer outro dispositivo capaz de transformar algum tipo de energia em ondas sonoras; três elementos são geralmente identificados em relação à fonte sonora:
- 1) fonte primária de energia, que vai gerar a excitação que causará a vibração. Por exemplo, a frissão da corda da viola, ou o sopro no orifício de uma flauta, ou a corrente elétrica que movimenta o cone de um altofalante, ou o badalo do sino.
- 2) o elemento vibrante, que efetivamente vibra. Por exemplo, a corda da viola, a coluna de ar dentro da flauta, ou o cone do altofalante, ou o sino.
- 3) ressonador, que é o corpo cuja função principal é converter de modo mais eficiente as vibrações do elemento vibrante em ondas sonoras. Por exemplo, a caixa acústica da viola, o tubo da flauta, ou a caixa de som de um autofalante, ou o corpo do sino.
• Receptor: é o sistema que recebe e decodifica o estímulo proporcionado pela onda. Pode ser representado pelo sistema auditivo, ou outros meios de captação e registro sonoro como microfones e gravadores.
A onda sonora é um movimento vibratório que se propaga num meio elástico (ar, água, madeira ou metal, por exemplo), conforme leis da física. Quando uma força age sobre um corpo, produz uma vibração (pensemos numa corda de violão) que é transmitida ao meio elástico, provocando nele uma perturbação em forma de onda. Se entre a fonte produtora da onda e nós não existir vácuo, ou seja, houver meio elástico, esta vibração será propagada até ser percebida por nosso corpo. Nosso ouvido captará esse impulso e o enviará ao cérebro, que o decodificará como uma sensação psico-física e o compreenderá como um som.
Podemos entender de forma simplificada, que o som é produzido por movimentos de corpos vibratórios, que transmitem essa vibração para o ar através de ondas sonoras, e que ao chegarem aos nossos ouvidos são interpretadas e distinguidas nos seguintes 4 elementos: a altura, a intensidade, a duração e o timbre.
O som pode ser transmitido por deferentes materiais nos estados físicos gasoso, líquido ou sólido. Como meio gasoso, temos o ar, como meio líquido a água, e como meio sólido uma barra de madeira, por exemplo. A água é um meio mais rápido que o ar. E o ferro é um meio mais rápido que a água. Mais rápido significa percorrer mais metros por segundo. O único meio que não transmite o som é o vácuo.
A velocidade de transmissão do som depende do meio elástico aonde se propaga:
• Meio elástico ar: 341 metros por segundo (chamada velocidade do som).
• Meio elástico água: 1500 metros por segundo.
• Meio elástico madeira: 4000/4900 metros por segundo.
Fisicamente, o som é a oscilação na pressão do meio elástico, como o ar por exemplo, capaz de ser percebida pelo ouvido humano. E estas oscilações são vibrações que podem ser representadas graficamente por uma onda. Veja na ilustração abaixo, a representação gráfica de uma onda:
O número de ondas por unidade de tempo define o que chamamos de frequência do som.A amplitude da onda define o que chamamos de intensidade sonora.
