Acústica - CIM028. Prof. Dr. Thiago Corrêa de Freitas

Transcrição

1 Acústica - CIM028 Curso Superior de Tecnologia em Luteria Setor de Educação Profissional e Tecnologica Universidade Federal do Paraná Aula de Fevereiro de 2016

2 Curso Técnico versus Curso Superior Curso técnico Tem como objetivo capacitar o participante para atuar no setor produtivo. Possui um ensino focado e rápido. Seu diferencial está nos conhecimentos práticos, ao apresentar métodos e experiências do cotidiano empresarial. O curso técnico é focado na empregabilidade. O participante tem acesso imediato ao mercado de trabalho. Utiliza-se de ferramentas tecnológicas existentes para o seu trabalho. Fonte:

3 Curso Técnico versus Curso Superior Curso superior É caracterizado pelo domínio de princípios científicos e tecnológicos próprios. Possui ênfase em determinado ramo de atividade humana. O curso superior tem maior tempo de duração. A formação mais generalista. Utiliza-se de ferramentas tecnológicas existentes para propor novas tecnologias. Fonte:

4 Luteria UFPR A missão do curso Superior de Tecnologia em Luteria da Universidade Federal do Paraná é a formação de um profissional da luteria, o luthier, o qual deve fomentar, construir e disseminar o conhecimento técnico e artístico da construção de instrumentos musicais. A formação é tal que os profissionais sejam capacitados a atuar em qualquer campo geral ou específico da Luteria, ou seja, aptos a conceber, planejar, projetar, e principalmente construir e restaurar instrumentos musicais da família dos cordófonos. Fonte:

5 Luteria UFPR - Efeitos Acesso à formação em Luteria. Melhoraria do nível de qualidade da Luteria no Brasil. Produção de conhecimento científico em Luteria. Sentimento de comunidade na Luteria brasileira. Encaminhar egresso para Programas de Pós-Graduação. Fonte: Prof. Dr. Thiago e suas reflexões.

6 Metodologia de trabalho As aulas serão divididas em duas partes: Primeira parte das 08h30 até as 10h00; Intervalo das 10h00 as 10h20; Segunda parte das 10h20 até as 12h00.

7 Metodologia de trabalho As aulas serão expositivas com abertura a discussões. Algumas atividades práticas serão realizadas em sala, com caráter demonstrativo. Serão indicadas leituras ao final de cada aula como complemento do conteúdo visto em sala. Para evitar acúmulo de trabalho e manter-se em dia com o andamento da disciplina, recomenda-se que a leitura seja realizada antes da próxima aula.

8 Metodologia de trabalho Os livros texto principais são: HEWITT, P. G. Física conceitual. 11.ed. Porto Alegre: Bookman, MENEZES, F. A acústica musical em palavras e sons. 1.ed. São Paulo: Atelie, ROEDERER, J. G. Introdução a física e psicofísica da música São Paulo: EDUSP, 1998.

9 Conteúdo Grandezas físicas, movimentos harmônicos, propriedades dos movimentos harmônicos, estudo unidimensional do movimento harmônico simples, movimento harmônico composto, propagação da vibração em sólidos e fluidos. Elementos associados à audição: freqüência, intensidade, timbre. Vibração de cordas, placas e sólidos. Modos de vibração, métodos computacionais para a análise do som. Prática com gerador de freqüência.

10 Avaliação Duas provas escritas sem consulta, uma avaliação em forma de apresentação oral. A média final é a média ponderada dos três resultados, sendo os respectivos pesos: 0,4 prova escrita I, 0,4 prova escrita II e 0,2 apresentação oral. Segunda chamada de qualquer avaliação deve ser solicitada na secretaria, respeitando as normas da UFPR.

11 Avaliação Aprovação: freqüência maior ou igual a 75% das aulas e aprovação direta para notas maiores ou iguais a 70, realização de exame final para notas entre 40 até 69, reprovação direta por nota para notas inferiores a 40. Reprovação por falta para frequência inferior a 75% independente de nota. A presença é registrada através da assinatura do aluno em lista de presença.

12 Avaliação Compete aos alunos a escolha de temas e datas para as apresentações. Na data da apresentação deverá ser entregue o material escrito conforme modelo. Deverá constar a consulta a pelo menos um livro e/ou um artigo nas referências bibliográficas. A apresentação oral será pontuada da seguinte forma: 25% contextualização histórica; 25% explicação da teoria, material ou método apresentado; 25% qualidade do material apresentado; 25% preparação do aluno.

13 Avaliação Sugestões de temas para apresentação: Pitágoras e a sua contribuição para à acústica; Helmholtz e a sua contribuição para à acústica; Beranek e a sua contribuição para à acústica; Sabine e a sua contribuição para à acústica; temperamentos utilizados na afinação de instrumentos de teclas; aparelho fonador humano; aparelho auditivo humano; referências de frequência para afinação; aplicações tecnológicas de ultra-som e infra-som; fabricação de sinos; ondas Martenot; teremin; piano; harpa; sinestesia; a sonoluminescencia; sistemas de som monoaural, estéreo e posteriores; a nova Família do Violino; os materiais piezo-elétricos; figuras de Chladni. Para outros temas consultar o professor.

14 Medições científicas As medidas são um indicador da boa ciência. O quanto você sabe sobre algo depende de quão bem você pode medí-lo. Isso foi claramente expresso pelo famoso físico Lord Kelvin, no séc. XIX: Digo frequentemente que, quando se pode medir algo e expressá-lo em números, alguma coisa se conhece sobre ele. Quando não se pode medi-lo, quando não se pode expressá-lo em números, o conhecimento que se tem dele é estéril e insatisfatório. Ele pode até ser um início para um conhecimento científico, mas ainda se avançou muito pouco em direção ao estágio da ciência, seja ele qual for.

15 Medições científicas As medidas científicas não são algo novo, mas nos remetem aos tempos antigos. No terceiro século a.c., por exemplo, foram feitas medidas bastante precisas dos tamanhos da Terra, da Lua e do Sol, bem como das distâncias entre eles. A ciência teve início antes da história escrita, quando as pessoas começaram a descobrir regularidades e os relacionamentos na natureza, como padrões de estrelas no céu e os padrões de clima - quando a estação chuvosa começa ou os dias tornavam-se mais longos. A partir dessas regularidades, elas aprenderam a fazer previsões, que lhes davam algum controle sobre o que as cercava.

16 Medições científicas A ciência é então o corpo de conhecimentos que descreve a ordem na natureza e a origem desta ordem. A ciência é uma atividade humana dinâmica que representa as descobertas, os saberes e os esforços coletivos da raça humana - com a finalidade de reunir conhecimento sobre o mundo, organizá-lo e condesá-lo em leis e teorias testáveis.

17 Matemática: a linguagem da ciência A ciência e as condições de vida humana avançaram significativamente depois que a ciência e a matemática integraram-se há mais ou menos quatro séculos. Quando as ideias da ciência são expressas em termos matemáticos, elas não são ambíguas. As equações científicas proveem expressões compactas das relações entre os conceitos. Não possuem os duplos significados que frequentemente tornam confusa a discussão de ideias em linguagem comum. Quando as descobertas sobre a natureza são expressas matematicamente, é mais fácil comprová-las ou negá-las por meio de experimentos. O método matemático e a experimentação levaram a ciência a um enorme sucesso.

18 Os métodos científicos Não existe um único método científico. Existem, porém, características comuns na maneira como os cientistas realizam seu trabalho. Isso remonta ao físico italiano Galileu Galilei ( ) e ao filósofo inglês Francis Bacon ( ). Embora nenhuma descrição do método científico do tipo receita de bolo seja efetivamente adequada, algumas ou todas as etapas seguintes são provavelmente encontradas na maneira como os cientistas realizam seu trabalho.

19 Os métodos científicos Receita de método científico: 1. Identificar uma questão ou um enigma - tal como um fato não explicado. 2. Formular um palpite bem desenvolvido - uma hipótese - capaz de resolver o enigma. 3. Prever consequências da hipótese. 4. Realizar experimentos ou cálculos para testar as previsões. 5. Formular a lei mais simples que organiza os três ingredientes principais: hipótese, efeitos preditos e resultados experimentais. Embora esses passos sejam atraentes, muito do progresso científico adveio de tentativa e erro, experimentação realizada na ausência de hipótese ou simplesmente, de uma descoberta acidental feita por uma mente treinada. O sucesso da ciência reside mais sobre uma atitude comum aos cientistas do que sobre um método particular. Essa atitude consiste em inquirir, ter integridade e ter humildade - isto é, ter disposição em admitir que erros tenham sido cometidos.

20 A atitude científica É comum pensar num fato como algo imutável e absoluto. Em ciência, porém, um fato é geralmente uma concordância estreita entre observadores competentes sobre uma série de observações do mesmo fenômeno. Por exemplo, onde antes era fato que o universo era imutável e permanente, hoje é um fato que ele está se expandindo e evoluindo. Uma hipótese científica, por outro lado, é uma suposição culta somente tomada como factual depois de testada pelos experimentos. Após ser testada muitas vezes e não ser negada, uma hipótese pode tornar-se uma lei ou um princípio.

21 A atitude científica Se as descobertas de um cientista evidenciam uma contradição a uma hipótese, lei ou princípio, então devem ser abandonadas dentro do espírito científico - não importa a reputação ou autoridade das pessoas que a defendem (a menos que a evidência negativa mostre-se errônea - como acontece, as vezes). Os cientistas devem aceitar descobertas experimentais mesmo quando gostariam que fossem diferentes. Devem esforçar-se para distinguir entre o que veem e o que desejam ver, pois como as pessoas, têm grande capacidade de enganar a si mesmos.

22 A atitude científica Os cientista usam a palavra teoria de maneira diferente daquela usada no dia a dia. Na linguagem do quotidiano, uma teoria não difere de uma hipótese - uma suposição que ainda não foi comprovada. Uma teoria científica, por outro lado, é a síntese de um grande corpo de informações que englobam hipóteses comprovadas e testadas sobre determinados aspectos do mundo natural. As teorias científicas não são imutáveis, ao contrário, elas sofrem mudanças. Elas evoluem quando passam por estágios de redefinição e refinamento. O aperfeiçoamento de teorias é uma força da ciência, não uma fraqueza.

23 A atitude científica Cientistas trocam de opinião, entretanto, somente quando se deparam com sólidas evidências experimentais ou quando uma hipótese conceitualmente mais simples força-os a adotar um novo ponto de vista. Fora da suas profissões, os cientistas não são inerentemente mais honestos ou éticos que as maioria das pessoas. Mas em suas profissões, eles trabalham em um meio que dá alto valor à honestidade. A regra que norteia a ciência é a de que todas as hipóteses devem ser testáveis - devem ser passíveis, pelo menos em princípio, de ser negadas. Este é um dos principais fatores que distingue a ciência da não ciência.

24 A atitude científica Uma hipótese passível de ser demonstrada como certeza, mas impossível de ser negada não é uma hipótese científica. Muitas dessas afirmativas são completamente razoáveis e úteis, mas estão fora do domínio da ciência. Cada um de nós precisa dispor de um filtro que nos informe a diferença entre o que é válido e aquilo que apenas finge ser válido. O melhor filtro de conhecimento já inventado é a ciência.

25 Ciência, arte e religião A procura por ordem e significado no mundo à nossa volta tem tomado diferentes formas: uma é a ciência, outra é a arte e outra é a religião. Embora as raízes de todas as três remeta a milhares de anos, as tradições científicas são relativamente recentes. Mais importante, os domínios da ciência, da arte e da religião são diferentes, embora elas com frequência se superponham. A ciência está principalmente engajada em descobrir e registrar fenômenos naturais, as artes dizem respeito à interpretação pessoal e à expressão criativa e a religião remete à origem, propósito e significado de tudo.

26 Ciência, arte e religião Ciência e arte são comparáveis. Na arte literária, descobrimos o que é possível na experiência humana. As artes não necessariamente nos dão aquelas experiências, mas descrevem-nas e sugerem o que pode ser possível para nós. A ciência nos informa o que é possível na natureza. Um conhecimento tanto de arte como de ciência forma o todo que afeta o modo como vemos o mundo e as decisões que tomamos a respeito dele e de nós mesmos. Uma pessoa realmente culta é versada tanto em artes como em ciência. A ciência e a religião também possuem semelhanças, todavia, elas são basicamente diferentes entre si - principalmente porque seus domínios são diferentes.

27 Ciência, arte e religião O domínio da ciência é a ordem natural; o da religião, o propósito da natureza. As práticas e as crenças religiosas em geral envolvem a fé em um ser supremo, sua adoração, e a criação da comunidade humana - e não as práticas da ciência. A este respeito, ciência e religião são tão diferentes entre si quanto maçãs e laranjas: são dois campos da atividade humana diferentes, ainda que complementares. As pessoas desinformadas ou mal-informadas sobre as naturezas mais profundas da ciência e da religião que sentem que devem optar entre acreditar na religião e acreditar na ciência. A menos que alguém tenha uma compreensão superficial de uma ou de ambas, não existe contradição em ser religioso e científico em seu modo de pensar.

28 Ciência tecnologia A ciência e a tecnologia também diferem entre si. A ciência está interessada em reunir conhecimentos e organizá-los. A tecnologia é uma ciência aplicada, usada pelos tecnólogos e engenheiros para fins práticos. A tecnologia também fornece as ferramentas de que os cientistas necessitam para ir além em suas pesquisas. A tecnologia é nossa ferramenta, seu uso sensato pode levar a um mundo melhor.

29 Tipos de conhecimento e suas características Popular Científico Filosófico Religioso Valorativo Real (factual) Valorativo Valorativo Reflexivo Contingente Racional Inspiracional Assistemático Sistemático Sistemático Sistemático Verificável Verificável Não verificável Não verificável Faĺıvel Faĺıvel Infaĺıvel Infaĺıvel Inexato Aprox. exato Exato Exato

30 Conhecimento popular e Luteria Instrumentos antigos são melhores. Tecnicas de construção de instrumentos populares. Figura : Seu Nelson da rabeca. Fonte:

31 Conhecimento popular e Luteria Como fazer uma salada de braço de guitarra: Suco de meio limão; Mesma quantidade de óleo de cozinha; Mesma quantidade de álcool. Misture bem; Passe na escala da sua guitarra ou baixo.

32 Conhecimento popular e Luteria Qual a melhor madeira para o corpo da guitarra? eucalipto de beira de açude cartolina pro corpo e bananeira anã para a escala, é uma ótima combinação, vai por mim, espero ter ajudado. =)

33 Conhecimento científico e Luteria Instrumentos modernos podem ser tão bons ou melhores que os antigos. Uso de novas tecnologias na construção e restauração de instrumentos musicais. Figura : Claudia Fritz e seu experimento. Fonte:

34 Conhecimento filosófico e Luteria Preservação de instrumentos musicais de valor histórico. Restauração consciente de um instrumento musical. Valor monetário de um instrumento musical. Figura : Carta de Cremona. Fonte:

35 Conhecimento religioso e Luteria Limitações no uso de instrumentos musicais. Dogmas sobres os instrumentos musicais. Figura : Tra le sollicitude. Fonte:

36 Pseudociência Nos tempos pré-científicos, qualquer tentativa de dominar a natureza significava força-la contra sua própria vontade. A natureza tinha de ser subjugada, geralmente com algum tipo de magia ou por meio que estivesse acima da natureza - o sobrenatural. A ciência faz o oposto e opera dentro das leis naturais. Os caminhos antigos persistem, com força total nas culturas primitivas, e sobrevivem em culturas tecnologicamente avançadas também, as vezes disfarçados de ciência. Isso é a falsa ciência - pseudociência.

37 Pseudociência Figura : Ciência e pseudociência. Fonte:

38 Para estudar HEWITT, P. G. Física conceitual. 11.ed. Porto Alegre: Bookman, Ler o Capítulo 1. Capítulo 1 - Questões de revisão: 1, 9, 10, 11, 13, 16, 17, 19. Capítulo 1 - Exercícios: 1, 2, 5, 8. MARCONI, M. A. e LAKATUS, E. M. Fundamentos de metodologia científica. 7.ed. São Paulo: Atlas, Leitura complementar: Capítulo 3-Ciência e conhecimento científico; Capítulo 4-Métodos científicos.