3B Scientific Acoustics Kit - Manual (Page 43)

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3. Dados técnicos
Dimensões: aprox. 530 x 375 x 155 mm 3
Massa: aprox. 4,5 kg
4. Exemplos de experiências
1. Tons de cordas
• Puxar com força a corda medianamente tensa
do monocórdio com os dedos.
• Logo, aumentar a tensão da corda girando a
borboleta e puxar numerosas vezes.
Primeiro ouve-se um som baixo e logo um tom
mais alto.
Explicação: cordas em vibração produzem sons
acústicos por densificação e rarefação alternada do
ar ambiente. Quanto maior a tensão da corda, mais
rápida é a vibração e mais alto é o tom.
2. O som acusticamente puro
• Bater com força o diapasão (440 Hz) com o
martelinho de tocar do metalofone.
Ouve-se um som acusticamente puro com altura
definida e inalterada de tom que se esvanece
lentamente.
Explicação: O diapasão consiste num pedaço de
metal dobrado em forma de U, no ápice do arco do
qual se origina uma vara. Sendo que o diapasão só
vibra de uma forma (movimentos contrários das
pontas de dentro para fora e inversamente) ele
produz um tom puro de altura constante. Por
causa da constância da altura tonal do diapasão ele
é usado para afinar instrumentos musicais.
3. Colunas de ar vibrantes
• Fixar o tubo de vidro para a coluna de ar
fechada por meio da pinça de mesa, talho de
plástico e pinças de suporte, na mesa de
trabalho.
• Introduzir o ajuste deslizável no tubo de vidro.
• Bater com força o diapasão (440 Hz) com o
martelinho de tocar do metalofone. Alterar o
comprimento da “coluna de ar fechada” por
meio da extração mais ou menos forte do
ajuste deslizável.
Somente numa posição do ajuste deslizável a
coluna de ar chega a uma forte oscilação
compartilhada (Ressonância), em todas as outras
posições ela fica muda. A ressonância é perceptível
através de uma superelevação do volume de som.
Explicação: colunas de ar fechadas vibram quando
o seu comprimento corresponde à quarta parte do
comprimento da onda excitadora. O diapasão vibra
a 440 vibrações por segundo. Conforme a relação
Velocidade de propagação
Comprimento de onda
Freqüência
=
34000 cm / s
77 ,2 cm
440 Oscilação / s
⋅
= ⋅
⋅
O comprimento de onda do som obtido é de 77,2
cm. Uma quarta parte do comprimento de onda é
assim igual a 19,3 cm.
No caso da ressonância, a distância do pistão da
apertura do tubo é de 19,3 cm.
4. A coluna de ar aberta
• Executar a experiência com o tubo de vidro
com a coluna de ar aberta.
A coluna de ar com um comprimento de
exatamente o dobro da fechada começa a vibrar
quando se mantém o diapasão frente à abertura, o
que é perceptível através de uma superelevação do
volume de som.
Explicação: colunas de ar abertas vibram quando o
seu comprimento equivale à metade do
comprimento de onda ou à multiplicação da
metade do comprimento de onda. Nas pontas da
coluna de ar aberta formam-se picos de vibração,
no seu meio surgem nós de vibração.
5. O apito de boca
• Soprar no apito de boca e alterar o
comprimento do apito puxando o pistão.
Conforme o comprimento do apito ouve-se um tom
mais ou menos baixo com uma coloração tonal
característica.
Explicação: ao soprar uma corrente de ar regular
na boca do apito, o ar que se encontra preso no
apito começa a vibrar, de modo que no lábio
formam-se a intervalos regulares rodamoinhos de
ar. O tom resultante depende da altura da coluna
de ar. No caso do apito fechado o comprimento do
apito (medido da boca o fundo) equivale no tom
fundamental a um quarto do comprimento de
onda. Na boca forma-se um pico e no fundo um
nó.
6. Varas vibrantes
• Bater em algumas varas do metalofone com o
martelo incluído no fornecimento.
Ao bater nas varas de metal surgem sons
agradáveis com uma coloração tonal característica.
Quanto mais curta a vara, mais alto o tom.
Explicação: As varas elásticas se convertem em
sistemas capazes de vibrar, quando estão deitados
sobre os pontos dos seus nós vibratórios
(aproximadamente 22% do comprimento total
distanciado das extremidades).