O Confeccionando um Xilofone

[pic 1]UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL/ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

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Alan Silva Gomes

Andreza Carla Lopes André

Bruna Lorena Muricy Silva

Marcela Gabriela Foly Dos Santos

PROJETO XILOFONE

Juazeiro – BA, Dezembro de 201[pic 3][pic 4]5.[pic 5][pic 6]

[pic 7]UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO FRANCISCO

CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA E AMBIENTAL/ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

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Alan Silva Gomes

Andreza Carla Lopes André

Bruna Lorena Muricy Silva

Marcela Gabriela Foly Dos Santos

PROJETO XILOFONE

Projeto de pesquisa acerca de Ondas Sonoras, apresentado a Universidade Federal do Vale do São Francisco – UNIVASF, Campus Juazeiro, como parte dos requisitos de avaliação da disciplina Física Experimental II, 3º Período.

Orientador: Prof. Militão Vieira Figueredo.

Juazeiro – BA, Dezembro de 2015.

RESUMO

O presente projeto visa, através do xilofone (instrumento musical de percussão), analisar como as Ondas Mecânicas – mais especificamente as ondas sonoras – fazem parte e influenciam o nosso cotidiano. Será executada a construção de um xilofone de madeira e a conexão entre o mesmo e os princípios básicos das Ondas Mecânicas. Além disso, serão discutidos conceitos como frequência, amplitude, período e velocidade de propagação das ondas sonoras.

Palavras-Chave: Ondas Mecânicas; Ondas sonoras; Instrumento Musical;

INTRODUÇÃO

Uma onda pode ser definida como qualquer sinal que se transmite de um ponto a outro de um meio, com velocidade definida. Em geral, fala-se de onda quando a transmissão do sinal entre dois pontos distantes ocorre sem que haja transporte direto de matéria entre os pontos. (MOYSES, 2002).

O surgimento de uma onda se dá quando o sistema sofre uma perturbação, – sendo então deslocado de sua posição de equilíbrio – podendo essa perturbação se deslocar ou se propagar por um meio transmitindo energia.

De acordo com Sears e Zemansky (2003), as ondas podem ser divididas em dois tipos principais, são eles:

1. Ondas Eletromagnéticas – Formadas por componentes de oscilação de campos elétricos e magnéticos, simultaneamente. A propagação desse tipo de onda não necessita da existência de nenhum meio, podendo então se propagarem através do espaço vazio. Ex: Luz, radiação infravermelha, radiação ultravioleta, raios X e raios gama.
2. Ondas Mecânicas – Ondas que se propagam no seio de algum material denominado meio, sendo geradas através de vibração e oscilação. Ex: ondas sonoras, ondas na água e ondas sísmicas, tendo como meio de propagação o ar, a água e as rochas, respectivamente.

As ondas mecânicas podem se subdividir ainda em ondas transversais e longitudinais. As ondas transversais são aquelas onde o deslocamento dos elementos que estão oscilando é perpendicular à direção de propagação da onda. Já nas ondas longitudinais, o deslocamento dos elementos que estão oscilando é paralelo à direção de propagação da onda. (HALLIDAY, 2002).

Um tipo de onda que está presente no nosso dia-a-dia são as ondas sonoras, classificadas como ondas mecânicas. Segundo Sears e Zemansky (2003) “As ondas sonoras podem ser definidas como ondas com formato longitudinal que se propagam através de um meio transportando energia”. Essa energia que é transportada desempenha papel importante no nosso cotidiano, visto que ela pode ocasionar vibrações em uma parte do nosso sistema auditivo (tímpano) que é responsável pela captação do que chamamos de “som”. Essa vibração é chamada mais comumente de oscilação, uma particularidade da onda.

Os princípios básicos das ondas sonoras podem ser mais facilmente identificados e estudados através de instrumentos musicais. O “som” emitido por um instrumento musical possui características próprias tais como amplitude, potência e velocidade.

O xilofone é um instrumento musical de percussão composto por uma sequência ordenada de placas que podem ser de madeira ou vidro de tamanhos diferentes, ordenadas semelhantes às teclas de um piano. Os tons emitidos são gerados pela vibração (perturbação feita sobre o sistema, deslocando-o da situação de equilíbrio) da madeira que compõe o xilofone. Essa vibração (oscilação) é o que chamamos de som, e a frequência da mesma é que define a nota musical emitida pelo instrumento, já que cada nota musical possui uma frequência diferente.

Os xilofones têm suas frequências determinadas pela velocidade de propagação do som através do material e pelas propriedades dimensionais do material. O volume com que o “som” emitido pelo instrumento chega até nossos ouvidos é definido pela potência das ondas geradas, que ao se tratar de instrumentos musicais é geralmente amplificado. Essa amplificação ocorre em uma parte do instrumento denominada de caixa de ressonância, – quando se trata de instrumentos acústicos como o xilofone – que vibra juntamente com o material do instrumento, amplificando o som emitido. Essa vibração é passada para o ar através da caixa, por onde as ondas se propagam e chegam até nossos ouvidos.

A frequência fundamental, velocidade e o período das ondas sonoras podem ser calculados através das seguintes fórmulas:

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 Onde: F – Frequência da onda sonora; V – Velocidade do som no material utilizado; L – Comprimento da haste que emitirá a nota; K – Grandeza que relaciona as dimensões da haste, chamado de raio de giração; m – Modo de vibração do material. Para o fundamental, m= 3,0112.

A velocidade da onda em um material qualquer é dada por:

[pic 10]

Onde: Q - Módulo de Young; ρ - Densidade do material.

E a velocidade de propagação:

[pic 11]

Onde: B – módulo de compressão; ρ – densidade do meio.

O período é determinado pela fórmula:

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Onde: T – Período da onda sonora; F – Frequência da onda sonora;

OBJETIVO

Demonstrar e analisar a relação do instrumento musical (Xilofone) com os princípios básicos de Ondas Mecânicas, mais especificamente ondas sonoras.

CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO

Pelo cronograma abaixo, para a execução do projeto até março de 2016 espera-se o cumprimento das atividades citadas.

Atividades

Dezembro

Janeiro

Fevereiro

Março

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

1

2

3

4

Escolha do tema

X

Pesquisa Bibliográfica

X

X

Montagem da primeira parte

X

X

Apresentação da primeira parte

X

Aquisição dos materiais necessários.

X

X

Construção do Xilofone

X

X

X

X

Montagem da segunda parte do projeto.

X

X

X

X

Apresentação da parte final do projeto

X

Quadro 1: Cronograma de Execução do trabalho