Prezados jogadores de trompa,

Eu sou um estudante do terceiro ano do ensino médio (então, por favor, seja paciente comigo) e gosto de tocar trompa há 13 anos. Recentemente, nosso professor de ciências nos deu uma tarefa exigindo que inventássemos um experimento, fizéssemos testes, fizéssemos tabelas e gráficos etc. Decidi usar meu Trompa (já que adoro isso) em meu experimento.

Ainda assim, para conduzir um experimento com sucesso, é necessário obter informações sobre o (s) assunto (s) que você está experimentando. Naveguei na web de perto e de longe, procurei enciclopédias e ainda não consegui encontrar as informações necessárias. Alguém pode me ajudar? Eu preciso basicamente ter respostas detalhadas para as seguintes perguntas:

  • Como as ondas sonoras se comportam quando uma nota é aguda ou bemol?
  • Como as ondas sonoras se comportam quando uma nota muda de aguda para bemol ou vice-versa?
  • Como as ondas sonoras se comportam em salas com diferentes volumes (digamos, uma sala de concertos e uma sala de prática, por exemplo)?
Posso fazer mais perguntas mais tarde. Obrigado pela ajuda!
-Z
Caro Z,

Sugiro ir à biblioteca local e procurar livros sobre física acústica. Eles devem ser capazes de ajudá-lo a encontrar informações gerais sobre como qualquer instrumento, porque em certo sentido todos os instrumentos funcionam da mesma forma nesse aspecto. Mas, para responder rapidamente às suas perguntas de forma leiga, acho que você teria que pensar desta forma, quanto mais lento o vôo, mais plana será a nota, quanto mais longo o tubo, mais baixo e mais plano o nota será e vice-versa. Normalmente é por isso que trombetas e flautas têm dificuldade em achatar seu som e uma tuba tem problemas em aguçar um som. As ondas sonoras ficam menores e mais rápidas quando as notas são mais nítidas e maiores e mais lentas quando são achatadas. Para sua terceira hóspede, tudo depende de onde o som rebate, uma sala pequena terá um tempo de resposta mais rápido devido ao fato das ondas terem uma distância menor, mas pode realmente fazer você soar ruim e nítido, tipo mudo ou quando você para a horn com a mão, de certa forma o quarto é como uma extensão desse cachimbo de que eu tava falando. Mas a melhor coisa para você é pegar um livro sobre física acústica e tentar aplicá-lo ao seu projeto de horn para ver como isso afetaria o som da horn.

M Coco
M Coco escreveu algumas coisas que são parcialmente citadas mais adiante nesta mensagem.

É ERRADO, ERRADO, ERRADO !!!

O único bom conselho que existe é procurar um livro sobre acústica. A velocidade do som NÃO depende da altura ou amplitude do som. Para nossos propósitos, é constante.

Ontem, contatei a nossa jovem amiga Zyta com algumas informações e sugestões, e não vou repetir aqui na lista. Sugeri que Zyta encontrasse e lesse o livro de Arthur Benade, "Horns, Strings and Harmony". Eu sugiro fortemente que M Coco faça o mesmo. É um excelente livro

Para nossos irmãos mais jovens, aqui estão alguns fatos básicos:

  1. O som são ondas de pressão viajando pelo ar.
  2. O tom mais alto (mais nítido) corresponde a uma frequência mais alta / comprimento de onda mais curto (frequência é o número de vibrações por segundo e comprimento de onda é a distância entre dois picos ou vales sucessivos de pressão).
  3. O tom mais baixo (mais plano) corresponde à frequência mais baixa / comprimento de onda mais longo.
  4. frequência vezes comprimento de onda (F * L) = velocidade do som, cerca de 1087 pés / seg.
  5. Mais alto corresponde a uma maior diferença de pressão entre os mínimos e os máximos.

Cito aqui dois trechos da mensagem de M Coco:

Sugiro ir à biblioteca local e procurar livros sobre física acústica. Eles devem ser capazes de ajudá-lo a encontrar informações gerais sobre como qualquer instrumento, porque em certo sentido todos os instrumentos funcionam da mesma forma nesse aspecto.
Essa é uma BOA SUGESTÃO, e a afirmação é absolutamente verdadeira.
Mas para responder rapidamente às suas perguntas de uma forma leiga, acho que você teria que pensar desta forma, quanto mais lento o vôo, mais plana será a nota ...
e assim por diante. Isso esta errado!!!

O referido leigo foi informado incorretamente.

M Coco, desculpe se magoei seus sentimentos, mas essa desinformação flagrante tinha que ser corrigida. Terei todo o prazer em responder a perguntas que você possa ter. Além disso, há outros na lista de trompas que são mais qualificados do que eu para explicar a física da acústica.

Richard Berthelsdorf, Ph.D. (física)
Richard, em nenhum lugar da citação que você forneceu M Coco diz algo sobre o SOM viajando mais rápido ou mais devagar. Tudo o que vi foi uma referência ao AIR viajando mais rápido ou mais devagar, resultando em uma inclinação mais nítida ou plana. Parece perfeitamente razoável para mim.
Jerry Houston
Ainda assim, para conduzir um experimento com sucesso, é necessário obter informações sobre o (s) assunto (s) que você está experimentando. Naveguei na web de perto e de longe, procurei enciclopédias e ainda não consegui encontrar as informações necessárias.
Aqui estão algumas publicações que você pode encontrar em sua biblioteca:
---------------- Fasman, Mark J. Brass bibliografia: fontes sobre a história, literatura, pedagogia, performance e acústica de instrumentos de sopro ML128.W5 F3 1990 ----- ------------- Backus, John Os fundamentos acústicos da música ML3805.B245 A3 1977 ----------------------- Benade , Arthur H. Fundamentos de acústica musical ML3805 .B328 Trompas, cordas e harmonia ML3805 .B33 --------------------------

Atualmente, sua biblioteca provavelmente tem algum tipo de catálogo de fichas computadorizado que você pode pesquisar. Por exemplo, acabei de pesquisar 'Architectural Acoustics' na minha biblioteca e obtive 48 ocorrências.

Charles Turner
Eu sugeriria entrar em contato com Bruce Heim na Louisiana State University.
Ele fez sua dissertação sobre Acústica.

apenas um pensamento. Se eu encontrar o e-mail dele, postarei.

muito cumprimentos

Darrel Dartez
Recebi uma mensagem privada em resposta à minha última postagem, dizendo:
Sua descrição implica que o som é uma onda transversal, em vez de uma onda lateral. Eu sei que as definições ainda se aplicam, mas você pode querer esclarecer isso ;-)
OK, vou tentar esclarecer isso, já que aparentemente mais de uma pessoa está confusa.

O som não é uma onda transversal nem lateral.
O som é uma onda mecânica longitudinal.
O que isso significa?

Aqui está uma citação de um livro introdutório à física, que pode ajudar: imagine um pistão em uma das extremidades de um longo tubo cheio de ar. Se empurrarmos o pistão para a frente, as camadas de ar na frente dele são comprimidas. Essas camadas, por sua vez, comprimirão as camadas mais ao longo do tubo e uma onda de compressão percorrerá o tubo. Se retirarmos rapidamente o pistão, as camadas de ar à sua frente se expandem e um pulso de rarefação percorre o tubo de camada em camada. Se o pistão oscila para frente e para trás, uma seqüência contínua de compressões e rarefações viajará ao longo do tubo. Este é um trem de ondas longitudinais - som. As partículas do meio (ar) estão viajando para frente e para trás ao longo da direção de propagação do som, ou seja, em uma direção longitudinal.

Vamos fazer outro pequeno experimento mental. Suponha que haja uma fonte de som produzindo um concerto A (440 Hz). Agora congele o tempo e meça a pressão do ar ao longo de uma linha entre a fonte de som e o ouvinte. Começando em algum ponto onde a pressão é mais alta, conforme você se move para trás ou para frente a partir desse ponto, você descobrirá que a pressão diminui até estar mais baixa a cerca de 15 polegadas do ponto de alta pressão. A partir daí, a pressão aumentará novamente, até atingir um ponto alto pouco menos de 30 polegadas (o comprimento de onda de 440 Hz do ponto inicial original.

Então, o que é uma onda transversal?
Imagine uma corda de violino vibrando. Nesse caso, as partículas do meio (seções da corda) viajam de um lado a outro em ângulos retos na direção de propagação da onda (que é ao longo do comprimento da corda), ou seja, em uma direção transversal. As ondas que você vê na corda são ondas transversais. Conforme a corda vibra, ela empurra o ar ao redor exatamente como o pistão mencionado acima, gerando as ondas de pressão longitudinal do som.

Você pode fazer os dois tipos de ondas com um Slinky.
Agite uma extremidade de um lado para o outro e você verá ondas transversais descendo o Slinky. Empurre e puxe uma extremidade para frente e para trás, e você verá ondas longitudinais viajando por ela.

Se ainda houver alguma confusão, talvez um conhecido professor de física da lista pudesse dizer as coisas mais claramente do que eu, que nunca ensinou acústica. No entanto, estou sempre disposto a responder perguntas.

Richard
Continue respondendo! É fascinante.

Agora, que tal o efeito da temperatura ??

Quando é uma sala fria, eu sempre tenho que empurrar meu slide de ajuste - certo? (ou estou sem talento e desesperado por um professor honesto?)? Será que o ar mais frio é mais denso e as ondas estão mais próximas?

John Pirtle
Não quero aborrecer muito a lista, mas vamos lá.

sim. O ar mais frio é mais denso, então o som viaja mais devagar, então o comprimento de onda correspondente a uma determinada frequência é menor.

Para cada queda de 1 grau C na temperatura, a velocidade do som no ar diminui em cerca de 2 pés / segundo. Suponha que sua horn tenha 12.48 pés de comprimento, correspondendo à frequência (1090 pés / s) / (12.48 pés) = 87.31 Hz (F). Agora resfrie o ar na horn em 10 C. A velocidade do som agora é 20 pés / seg. A menos, ou 1070 pés / seg. Vamos supor que o comprimento do Trompa não muda (isso é verdade?). A nova frequência é 1070 / 12.48 = 85.7 Hz. Caramba, você é muito chato!

Quanto você terá que compensar com seu slide de ajuste? Você deseja trazer a frequência de volta para 87.31 Hz. O comprimento de onda de 87.31 Hz no ar mais frio é (1070 pés / s) / (87.3 Hz) = 12.26 pés. Portanto, a horn precisa ser encurtada em 12.48 pés - 12.26 pés = 2.6 polegadas. O slide precisa ir em 1.3 ". Isso é muito!

Agora vamos testar a suposição. Quanto o comprimento do Trompa mudará? O coeficiente de expansão térmica do latão é de cerca de 1.9 x 10 ^ -5. Ou seja, para cada queda de 1 grau C na temperatura, o Trompa encurta cerca de 19 partes por milhão. Portanto, se resfriarmos o instrumento em 10 C, ele encolherá em 190 ppm ou em 12.48 pés * 190/1000000 = 0.03 polegadas. Muito menos do que o efeito da temperatura do ar (e na outra direção).

BTW, se você verificar os números acima, encontrará erros de arredondamento aqui e ali que não afetarão os resultados básicos. Outra pessoa (Chris?) Pode explicar como o som realmente ressoa dentro de uma horn.

Richard
É claro que, quando o ar entra na horn, ele está à temperatura do corpo e esfria à medida que avança pelo envoltório até atingir a "temperatura da horn". Não tenho certeza de até que ponto isso seria, mas moderaria o efeito até certo ponto. 10 graus C é cerca de 18 graus F, e eu certamente joguei acima dessa faixa de temperatura (variação sazonal) sem ter que mover meu slide 1.3 ".
Chris
Herb Foster gentilmente apontou um erro estúpido que cometi em minha última mensagem sobre ondas sonoras:
Espero que você não tenha confundido o problema com a declaração do violino. Claro, muito pouco som é produzido pela corda empurrando o ar. As vibrações viajam pela ponte e descem até a parte de trás, onde a maior parte do som é irradiada, diretamente e para o corpo e através dos orifícios f.
Claro, Herb está absolutamente correto. Não sei onde estava minha mente, mas não devia estar no assunto certo.

A moral é - não acredite em tudo que você lê.
Um segundo é - revisar tudo que você escreve.

Richard
Agradeço a Chris Stratton por apontar uma importante omissão em minha descrição do efeito da temperatura ambiente no tom da trompa:
É claro que quando o ar entra na horn está à temperatura do corpo e esfria à medida que avança pelo envoltório até atingir a "temperatura da horn". Não tenho certeza de até que ponto isso seria, mas moderaria o efeito até certo ponto. 10 graus C é cerca de 18 graus F, e eu certamente joguei acima dessa faixa de temperatura (variação sazonal) sem ter que mover meu slide 1.3 ".
Devo admitir que também fiquei um tanto surpreso com o 1.3 ", mas não continuei pensando sobre isso. Se adivinharmos que o ar atinge a" temperatura da horn "apenas quando atinge o sino, então seria necessário empurrar o slide de ajuste pela metade, ou 0.6 ". Isso parece muito mais razoável e aposto que mesmo isso é uma estimativa exagerada.

Durante nosso aquecimento inicial, também estamos mudando a temperatura da horn em si, então, quando estivermos prontos para sintonizar outras, o slide provavelmente não terá que ir tão longe quanto faria com o instrumento estava muito frio.

Richard
Para dar uma contribuição aos comentários de Richard e Chris: em vez de ter que puxar o slide de afinação 1.3 "não é mais lógico que os outros jogadores também estejam em um tom mais baixo? Portanto, a diferença de tom seria apenas seja para um absoluto A = 440, mas não tão dramático na orquestra.
Erwin Bous
Isso provavelmente é verdade para o latão, mas eu * acho * que cordas (e instrumentos de sopro?) Ficam afiadas em uma sala mais fria. ?? Portanto, o estrago da entonação é verdadeiramente causado. Estou certo, oh, física aprendida?

Eu sei com certeza que os instrumentos de sopro rangem mais porque eles podem usar a desculpa de "sala fria". :)

John Pirtle
Richard,

Obrigado pelos números e pela conversão para o comprimento do slide. Eu pensei que isso era muito interessante. Não acho que o arredondamento será um problema, já que cinco em cada quatro pessoas têm problemas com frações de qualquer maneira.

Mais tarde,

Stephen Pearce
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