Aprenda a fazer uma frauta

...Aprenda a fazer uma flauta usando pvc   

       

Fácil não é mesmo,agora é so Sair tocando por ai...

Vídeos complementares

 Para o melhor aprendizado sobre esse conteúdo postamos vídeos aqui para que você intenda melhor algumas coisas,que possam ter passado batido.
  
 O primeiro vídeo trata-se de uma demonstração qualitativa de ondas estacionárias que nesse caso são geradas em corda:                                                    
            

O segundo vídeo se trata de uma explicação sobre ondas sonoras em tubos aberto e fechados:

O terceiro vídeo fala um pouco sobre os estudos dos harmônicos:

O Quarto  e último se trata de uma representação de ondas estacionárias em molas de aço:

                                                                      

                                                                                      

Harmônicos

  

 Diagrama das vibrações simultâneas e paralelas (os harmônicos) que ocorrem em qualquer objeto vibrante (ex. a corda de um violão)

  Cordas Vibrantes: Os corpos possuem várias freqüências de ressonância, que podemos chamar de modos harmônicos. Produzindo-se uma perturbação em um dado local de uma corda esticada, essa perturbação irá se propagar por toda a corda em forma de onda. Quando esta onda atingir um dos extremos da corda esta será refletida, e assim sucessivamente. Assim se configura uma onda estacionária.

                                              

 Na figura abaixo iremos mostrar os possíveis harmônicos em uma corda vibrante. Deve-se notar que as extremidades serão sempre nodos, assim não irão vibrar.

        

 Como entre dois nós (ponto sem vibração) teremos sempre um ventre, poderemos generalizar :
, onde n é o número de fusos.

Ainda a freqüência da vibração poderá ser dada como , sendo v a velocidade de propagação da onda que é dada por: , sendo F a força que a corda está tencionada e u a densidade linear da corda.
 Ou seja Hamônicos são uma característica importante não só do som, mas também de qualquer outro material com uma vibração regular. Quando um corpo qualquer “vibra”, ele o faz com vibrações em todo o seu comprimento. Mas ao mesmo tempo vão haver vibrações paralelas e simultâneas no mesmo corpo, com "pontos de apoio" na metade, no terço etc. do comprimento da vibração principal. Cada uma dessas vibrações é chamada de harmônico, e a soma dos diversos harmônicos que se produzem com um som (com um corpo vibrante) vai criar uma nova forma de onda, um novo tipo de som, diferente dos harmônicos isolados. São as variações entre a quantidade e o conteúdo dos diversos harmônicos que irá produzir as diferenças de timbre entre os diversos sons. As intensidades de cada parte grave e aguda de um som podem ser identificados num gráfico, chamado de espectro de freqüência.Uma análise do espectro de freqüências de uma peça musical mostra a variação do espectro de freqüências (dos “graves” e “agudos” do som) no decorrer da música.         

                             

Frautas

   O bocal é o grande responsável pela sonoridade da flauta, sendo talvez a peça mais importante, a “alma” do instrumento. Existe uma regra que diz: “quanto mais próximo um elemento se encontra da origem da vibração do instrumento, mais importante ele é”. Esta regra pode ser aplicada às palhetas dos oboés e fagotes, aos bocais dos instrumentos de metais, e certamente ao bocal da flauta. O som da flauta é produzido pela vibração do ar no orifício do bocal, portanto lá fica o ponto chave da flauta. Que a produção do som vem do bocal, já sabemos, e um bom bocal irá produzir um som não apenas de boa qualidade, mas também de fácil emissão para o flautista. Mas logicamente que o corpo da flauta também é responsável por uma parte, ainda que menos, da qualidade e ressonância do som gerado pelo bocal.

É no corpo da flauta que se encontram as chaves e os mecanismos, sendo portanto a parte onde se exige grande precisão e acabamento. Existem vários detalhes que fazem diferença: além do material empregado (níquel, prata, ouro) devemos considerar seu acabamento, a maneira como a furação é feita, se as chaminés são soldadas ou puxadas, a precisa localização dos furos, o material das molas (aço inoxidável, ouro), entre outras coisas.

As fábricas de flauta estão sempre aperfeiçoando sua construção e criando novas tecnologias e materiais, e infelizmente quase sempre vale a regra: quanto melhor a flauta, mais cara ela será! Dificilmente uma flauta de material inferior, de níquel, por exemplo, terá som, mecânica e afinação tão bons quanto uma de prata. 

Estudo do som da flauta

     O ar flui  para dentro e para fora do orifício da embocadura de maneira periódica, numa certa    frequência porque o ar que ocupa o interior do tubo da flauta se comporta como um corpo elástico; inicialmente, a energia do sopro comprime esse ar e, em seguida, a energia acumulada nessa compressão é liberada, expandindo-o e deviando o sopro para fora, e essa compressão e expansão do ar se repete centenas vezes por segundo. 

  A Frequência ( portanto qual nota musical soará) em que isso ocorre é determinada pelo formato e tamanho do tubo no qual o ar está sendo comprimido e expandido, o que faz com que o ar contido no tubo tenha uma frequência de ressonância. 

  O formato da flauta equivale a um cilindro aberto em ambas as extremidades e este modelo nos ajudará a explicar a maneira como o tubo tem uma frequência de ressonância  A velocidade de propagaçao do som no ar é de cerca de 346 metros por segundo, assim, ao iniciar o sopro na embocadura, uma frente de onda de pressão demora um determinado tempo até chegar na outra extremidade do tubo que é aberta ao exterior, mas, quando chega ali, só uma parte da energia da frente de onda sai da flauta, a outra é refletida novamente para o interior da flauta, porque não há casamento das impedâncias do ar dentro da flauta e do ar fora dela (devido à abrupta passagem da onda de um meio limitado pelo formato cilíndrico para um meio de espaço aberto).

   Essa frente de onda refletida desloca-se pelo interior da flauta agora em sentido contrário até chegar à abertura no outro extremo (o buraco da embocadura), onde uma parte da energia dela será irradiada para o exterior (fazendo o sopro do músico na embocadura se desviar momentaneamente para fora do buraco), enquanto a outra parte da energia será novamente refletida mas agora como uma frente de onda reintensificada pela energia fornecida pelo sopro do músico (dado que no momento da reflexão da frente de onda, o sopro do músico é dirigido momentaneamente para dentro). E esse vai e vem inicial da frente de onda origina uma onda estacionária que continua se repetindo enquanto mantém-se o sopro.

  Como as duas aberturas do tubo são os dois pontos da flauta onde o ar possui menor diferença de pressão em relação à pressão ambiente e também o máximo deslocamento das particulas de ar - enquanto o centro do tubo é onde o ar tem menor deslocamento e máxima diferença de pressão -, as únicas ondas estacionárias que podem se formar são aquelas cujo comprimento de onda tem pelo menos dois de seus nodos de pressão (pontos com mínima diferença de pressão com relação ao ar ambiente) nestes dois pontos da flauta, o que produz os sobretons harmônicos. Por esta razão, quando se sopra o ar com uma velocidade relativamente baixa, produz-se uma meia-onda estacionária que ocupa todo o comprimento do tubo (com dois nós de pressão nas extremidades do tubo), mas se formos aumentando a velocidade do sopro, ao invés da frequência ir aumentando proporcionalmente, a mesma frequência fundamental permanecerá até que a partir de um momento produzir-se-á repentinamente uma onda estacionária com o dobro da frequência (isto é, uma oitava acima), já que esta também terá nodos coincidindo com as extremidades abertas do tubo, se continuarmos aumentando a velocidade do ar soprado, produziremos os demais sobretons um a um.

Essa Animação representa a onda estacionária de pressão (primeira ressonância) que se forma num tubo aberto. A direita, o deslocamento da onda ao longo do tubo, como variação de pressão (direita, acima) e como variação do deslocamento das partículas de ar (direita, abaixo).

A figura representa as primeiras três ressonâncias em um cilindro aberto. Essa imagem torna mais claro como a onda é refletida nas extremidades abertas da flauta e desse modo forma ondas estacionárias

Órgão

O órgão é um instrumento musical classificado pela organologia como aerofone de teclas pela passagem de ar comprimido em tubos de diferentes tamanhos. É, portanto, um instrumento de sopro com a diferença de o ar não ser injectado pelo sopro humano, mas sob a forma de ar comprimido que, acumulado pelo fole, é reencaminhado para o respectivo tubo do registo e da nota que se quer fazer soar. 

O órgão é constituído por quatro partes:

* a pneumática: conjunto formado pelos dispositivos de captação, retenção e envio do ar comprimido à tubaria, bem como a regulação da sua pressão: ventilador, fole e contra-fole.

* a mecânica: conjunto dos mecanismos que têm por fim a acção de determinado tubo ou conjuntos deles.

* a tubaria (também dita canaria): somatório de todos os tubos do órgão, encarregues da emissão sonora.

* a caixa: estrutura, normalmente em madeira, que encerra todo o material anterior.

                       

 Etimologicamente, o termo órgão significa "o instrumento" por excelência, como conjunto/ composto/ organização dos sons, pelo que ao longo da história da música mereceu o epíteto de 'rei dos instrumentos', como também Mozart lhe chamava. Embora se tenha difundido a designação "órgão de tubos" para o distinguir dos seus imitadores eléctricos, esta designação é incorrecta pois constitui-se como redundância. (Seria o mesmo que dizer "piano de cordas"...) O tratamento dado pela organologia aos instrumentos respeita as suas características originárias e toda e qualquer imitação electrónica de um instrumento musical não pode ser elevada ao estatuto de instrumento musical.

ELEMENTOS

  O tubo é o elemento responsável pela emissão sonora à passagem do ar através do seu corpo, funcionando como todo o instrumento de sopro. Quando o executante prime uma tecla {estando aberto um dos registos}, o ar comprimido é libertado e reconduzido para atravessar o tubo determinado,emitindo a nota correspondente. Consoante os registos que integram, os tubos podem ser de diversos materiais (estanho, chumbo, madeira), formas (cilíndrica, cónica, paralelipipédica), diâmetros e alturas.

   O registo (ou jogo) é um conjunto de tubos com o mesmo timbre, dispostos de modo a poderem ser accionados por um tirante de registo (chamado também registo) existente na consola. Manobrando esses tirantes, o organista habilitará ou excluirá o conjunto de tubos em causa. Há registos que correspondem a mais do que uma fila de tubos.

Numa acessão simplista, os "registos" não são mais do que chaves que habilitam ou desabilitam a passagem do ar para determinado conjunto de tubos. Estas chaves podem ser de vários tipos, sendo mais comum o puxador (como na figura), mas também os há em forma de plaqueta, alavanca ou simplesmente botão. Existem vários tipos de registos, classificáveis de acordo com uma identificação das suas propriedades acústicas, pois cada qual apresenta características específicas de altura, intensidade e timbre. 

   A consola é a "mesa de comando" do órgão na qual se materializam todos os dispositivos manipuláveis pelo executante (o organista), o que compreende os teclados para as mãos (manuais) e para os pés (pedaleira) e os vários registos. A consola pode encontrar-se inclusa no corpo do próprio instrumento ou então separada deste. 

  Num órgão de vários teclados, cada qual encontra-se afecto a uma secção particular do instrumento com características específicas de intensidade, timbre, projecção e com uma designação particular: Grande-Órgão ou Principal, Positivo, Recitativo, Expressivo, Ecos, Bombarda.

    As dimensões de um órgão podem ser muito variáveis, indo desde um pequeno órgão de móvel até órgãos do tamanho de casas de vários andares. Um grande-orgão moderno tem normalmente 3 ou 4 manuais de cinco oitavas cada, e uma pedaleira de duas oitavas e meia. Mas tanto se constroem órgãos de um pequeno teclado, como instrumentos enormes de vários teclados e milhares de tubos.

  O seu espectro sonoro é o mais amplo de todos os instrumentos: varia imensamente em timbre, altura do som e amplitude sonora (volume). Os diversos timbres encontram-se divididos de acordo com filas e são controlados pelo o uso de registos. O teclado não é expressivo e não afecto a dinâmicas, mas é possível criar variados efeitos através da articulação. O som de um tubo permanece constante enquanto a tecla é premida. 

  Uma característica única é o fato de qualquer nota do órgão se poder manter perpétua e ininterrupta enquanto se pressiona uma tecla. A nota não se vai extinguindo gradualmente como no piano ou no cravo. Isto é adotado em religiões como um símbolo do imutável e do divino. Por outro lado, o órgão é o único instrumento capaz de sustentar o canto maciço de uma grande assembleia (vários milhares de pessoas). Contribui para tal feito a sua inigualável capacidade de simultaneamente proporcionar uma base harmónica à parte cantada (abaixo do registo vocal), como reforçar e sustentar a parte cantada (registo), como ainda aumentar o brilho harmónico acima do registro vocal.Outra característica é o fato de os seus variados timbres e amplitude sonora (volume) poderem mudar, conforme o número de pessoas que canta ser apenas uma ou um milhar delas.

E para encerramos Tai um vídeo passa que você possa ter uma ideia de o que é um orgão

                                             

Tubos sonoros

 Sabemos que a física está em praticamente tudo que fazemos no cotidiano. Em alguns momentos ouvimos sons produzidos por alguns instrumentos – de sopro, por exemplo. Eles se parecem com tubos, abertos nas duas extremidades ou abertos em uma e fechados em outras.

Em uma extremidade aberta o som reflete-se em fase, formando um ventre (interferência construtiva) e em uma extremidade fechada ocorre reflexão com inversão de fase, formando-se um nó de deslocamento (interferência destrutiva).

Assim, podemos dizer que um tubo sonoro é basicamente uma coluna de ar onde são produzidas ondas estacionárias longitudinais. Essas ondas são produzidas pela superposição de ondas de pressão que são geradas em uma extremidade com as ondas refletidas na outra extremidade.

As ondas de pressão produzidas em uma extremidade ocorrem em razão de um dispositivo chamado embocadura. O jato de ar que adentra o tubo é dirigido contra a embocadura, assim ele vai se afunilando, determinando a vibração que dá origem às ondas.

                                 

Tubos Fechados

  Vejamos uma figura abaixo, onde podemos perceber que estão representadas as três primeiras ondas estacionárias, que poderão aparecer na coluna de ar do interior de um tubo fechado que contenha um comprimento útil igual a L. Veremos abaixo os três modos de vibração que correspondem ao 1º, 2º e 5º harmônico.


  






Considerando um tubo sonoro de comprimento ℓ, cujas ondas se propagam a uma velocidade v.Assim as possíveis configurações de ondas estacionárias são:  

             





As maneiras de vibrar podem, partindo destes exemplos, ser generalizadas como:


E a frequência dos harmônicos será dada por:





Em um tubo fechado, obtêm-se apenas frequências naturais dos harmônicos ímpares.

Tubos Abertos

 Vejamos uma figura abaixo, onde podemos perceber que estão representadas as três primeiras ondas estacionárias, que poderão aparecer na coluna de ar do interior de um tubo aberto que contenha um comprimento útil igual a L. Veremos abaixo os três modos de vibração que correspondem ao 1º, 2º e 3º harmônico.  

         

Considerando um tubo sonoro de comprimento ℓ, cujas ondas se propagam a uma velocidade v.  Assim as possíveis configurações de ondas estacionárias são:

            

As maneiras de vibrar podem, partindo destes exemplos, ser generalizadas como:


E a freqüência dos harmônicos será dada por:






Como n não tem restrições, no tubo aberto, obtêm-se freqüências naturais de todos os harmônicos.

Ondas Estacionárias

 Uma Onda estacionária ocorre quando uma onda contínua percorre um dado meio, reflete-se em algum obstáculo, volta atrás e interfere com a onda original. É uma superposição de ondas de mesma freqüência e mesma amplitude que se propagam no mesmo meio numa dada direção e sentidos opostos. Essa superposição especial recebe o nome de ondas estacionárias pelo fato de dar a impressão de que não há nada se propagando ... não se nota a onda progressiva ou a retrógrada.

 No estudo dos conceitos básicos de ondas temos que ficar atentos a uma característica, que é o transporte de energia sem o transporte de matéria. Por esse motivo é que dizemos que elas são apenas deformações que se propagam em um meio. Sendo assim, elas podem atravessar a mesma região ao mesmo tempo.
  Quando duas ondas periódicas de frequências, comprimentos de onda e amplitude iguais, propagando-se em sentidos contrários, superpõem-se em um dado meio, vemos se formar uma figura de interferência chamada de onda estacionária. Evidentemente, não se trata de uma onda, na acepção normal do termo, mas de um particular padrão de interferência. 
  O caso mais simples desse tipo de interferência é o que ocorre em uma corda esticada, na qual as ondas produzidas em uma das extremidades superpõem-se às ondas refletidas na extremidade oposta. Os pontos do meio no qual ela é estabelecida oscilam em MHS, com amplitudes que dependem da posição do ponto considerado.

                                             

                       

 Nos pontos de interferência construtiva (V), denominados ventres ou pontos ventrais, a amplitude de oscilação é máxima, correspondendo ao dobro da amplitude de cada onda constituinte.

 Aos pontos de interferência totalmente destrutiva (N) damos o nome de nós ou pontos nodais, que não oscilam, permanecendo, portanto, em equilíbrio (veja a figura acima). A distância entre dois ventres consecutivos, ou entre dois nós consecutivos, é igual à metade do comprimento de onda estacionária.

 Para a produção de uma onda estacionária devemos primeiramente fixar as duas extremidades de uma corda em uma parede e em seguida fazer com que uma das extremidades vibre com movimentos periódicos verticais. Vejamos a ilustração abaixo:

                                 

 Na figura acima podemos ver a frequência fundamental de oscilação em uma corda de extremidades fixas. Para o maior comprimento de onda, a relação correspondente é a menor frequência. Essa básica relação pode ser observada através da seguinte equação:

                                                                             v = λ .ƒ

    Considere uma corda no qual uma extremidade se encontra fixa num suporte e a outra ligada numa fonte de ondas.Se a fonte produzir ondas com freqüência constante, elas sofrerão reflexão na extremidade fixa e, então ocorrerá uma interferência da onda incidente com a refletida. Essa onda terá a forma representada na figura.

                                


ELEMENTOS DE UMA ONDA ESTÁCIONÁRIA

                                

 V → ventre da onda que corresponde ao ponto de crista ou vale, ou seja, ao ponto que sofre interferência construtiva.

N → nó ou nodo da onda que corresponde ao ponto que sofre interferência destrutiva.

A distância entre dois nós ou dois ventres consecutivos é igual à metade do comprimento de onda (λ/2).

A distância entre um ventre e um nó consecutivo é igual a um quarto do comprimento de onda (λ/4).Um fuso corresponde à distância entre dois nós consecutivos, ou seja meio comprimento de onda.

As ondas geradas numa corda dependem de vários fatores, como veremos. Dada a corda:

                                

 O matemático inglês Brook Taylor relacionou essas grandezas, determinando assim a velocidade de propagação da onda na corda.

                                                 

Onde d é a densidade linear da corda, ou seja: