3B Scientific Acoustics Kit - Manual (Page 45)

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13. Vibração de sinos
• Fixar o sino em concha com a apertura para
acima por meio da pinça de mesa e talho de
plástico, na mesa de trabalho.
• Bater na beira do sino com o martelo em
diferentes lugares (alternativamente, passar o
arco).
A altura do tom depende do lugar onde foi batido.
É facilmente possível de se obter diferenças de um
tom inteiro. Se o sino for excitado em várias partes,
então se formam ambos os tons e obtêm-se as
conhecidas "flutuações" (aumento e redução
periódicos do volume em seqüências mais ou
menos rápidas).
Explicação: os sinos são placas vibrantes
deformadas. Os tons mais altos geralmente não
harmonizam com o tom fundamental. Também os
sinos dividem-se em diferentes partes vibrantes
separadas.
14. Ondas estacionárias
• Fixar o laço da corda de ondas numa maçaneta
porta fazendo simplesmente um nó.
• Esticar a corda medianamente e executar um
movimento lento e circular.
• Logo esticar mais a corda e acelerar o
movimento em círculos.
Com movimento lento formam-se nós em cada
ponta e no meio um pico. Com o movimento mais
rápido surgem 3 nós e 2 picos e acelerando-se mais
surgem 4 nós e 3 picos.
Explicação: através da reflexão na porta forma-se
uma onda estacionária. Por causa da lentidão do
olho parece que a onda original e a refletida são
simultâneas.
Na vibração básica a corda vibra em todo o seu
comprimento na forma de uma meia onda para
cima e para baixo. No meio encontra-se o pico, em
ambas as pontas estão os nós. No primeiro nível de
vibração (oitava) a corda vibra na forma de uma
onda completa (2 picos e 3 nós). No segundo nível
temos 3 picos e 4 nós, etc.
15. Sobretons
• Soprar no apito e boca com os lábios, primeiro
levemente, logo com muita força.
Primeiro ouve-se um tom fundamental e ao soprar
com mais força ouve-se um tom muito mais alto.
Explicação: no caso do apito de boca, as ondas
estacionárias devem formar-se de modo que se
formem um nó no fundo e um pico no bico. Isto
acontece quando o comprimento do apito
corresponde exatamente a 1/4 do comprimento de
onda. Também é o caso quando a distância da
abertura ao fundo é equivalente a 3/4, 5/4, 7/4 e
assim por diante do comprimento de onda.
Além do tom fundamental surgem, portanto
também diversos sobretons impares da série tonal
harmônica em maior ou menor medida.
É só por causa (e graças ao) do surgimento dos
sobretons que cada instrumento musical tem ma
coloração tonal bem específica.
16. Medição do comprimento de onda
• Tampar a ponta do tubo de vidro de vidro de
exatamente 45 cm com a tampa de borracha e
introduzir com uma colher de chá uma
pequena quantidade de pó de licopódio no
tubo mantido em posição inclinada, de forma
que uma quantidade não muito grande de pó
se distribua de modo regular para que se
forme uma fina tira amarelada no tubo.
• Fixar o tubo de vidro por meio da pinça de
suporte, pinça de mesa e talho de plástico na
mesa de trabalho.
• Bater firmemente com o diapasão (1700 Hz) no
cabo de um martelo e manter um dos braços
com o lado largo bem perto da abertura do
tubo. Repetir essa excitação sonora
eventualmente várias vezes!
O pó de licopódio inicia uma forte vibração nos
picos de vibração enquanto que nos nós este fica
totalmente em repouso. As partículas de pó caem
no fundo do tubo e formam acumulações
periódicas que se repetem no comprimento do
tubo 4 1/2 vezes.
Explicação: o diapasão de metal leve tem uma
freqüência de 1700 vibrações por segundo.
Conforme a relação simples
Velocidade do som
Comprimento de onda
Freqüência
=
m ,
Hz
s / m
⋅ =
⋅
⋅
2 0
1700
340
o comprimento de onda correspondente é de 20 cm.
Num tubo de 45 cm de comprimento "cabem",
portanto 4½ meias ondas ou 2 completas, como
demonstrado na experiência. Na abertura do tubo
sempre se encontra um pico, no fundo sempre se
encontra um nó.
17. O fundo de ressonância
• Bater fortemente o diapasão a’ = 440 Hertz
com o martelinho de tocar do metalofone e
posicionar-lo com o seu cabo sobre a superfície
da mesa.
O tom do diapasão apenas audível no ar livre é
tão amplificado que ele agora é claramente
perceptível no espaço inteiro.
Explicação: por causa do movimento vibratório
da vara do diapasão, o tampo da mesa
também começa a vibrar. Sendo que superfície
efetiva da mesa é muito maior que o diapasão,
o volume do som é ampliado fortemente.