O vídeo mostra um jeito de visualizar ondas sonoras com sal|arroz|açucar|farinha (ou algum tipo de pó branco), em uma superfície que vibra numa freqüencia controlada. Sem querer estragar a surpresa, mas os padrões que se formam são impressionantes (sim, se formam padrões)!
Aliás, o sonzinho é uma delícia.
segunda-feira, 24 de setembro de 2007
Vendo ondas sonoras!
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11 comentários:
Fantástico! Muito bacana!
Gostaria de uma explicação física direitinha para a formação desses padrões.
E não! O sonzinho está longe de ser uma delícia! Ai meus ouvidos!
Também caí no conto do som ser uma delícia.
Mas estou realmente impressionada como padrões tão bonitos podem surgir de um som tão irritante?
ok, explicaçao física.. =D
o que voces estao vendo são as chamdas "linhas nodais dos modos de vibracao" dessa placa... na poli tempos um negócio desse para brincarmos, e é beeeeem legal. (menos o som, que é irritante!)
vou dar um exemplo bem simples para voces entenderem o que está acontecendo:
Imaginem que vcs tem uma corda esticada e suspensa no ar (por exemplo, amarrem uma ponta de uma corda numa maçaneta de uma porta e segurem a outra ponta de forma a deixar a corda esticada no ar). Se vocês começarem a sacudir a corda bem devagar para cima e para baixo, vcs verão que a corda fica balançando aleatoriamente e com pequena emplitude, até que em uma certa velocidade a corda faz uma barriga para cima e bara baixo bem redondinha com uma amplitude maior... esse é o primeiro modo de vibraçao da corda. se vocês começarem a balançar a corda um pouco mais rápido, vcs vao perder essa barriga e a corda volta a balançar aleatoriamente. Aumentando mais um pouco, vai ter um momento que a corda vai ficar balançando agora com 2 "barrigas" e vai ter 1 ponto na corda (bem no meio) que vai ficar "parado" (a corda vai parecer um gráfico de seno) notem que aparece só 1 ponto parado. se vcs balançarem a corda mais rapido um pouco, vai ter um momento que a corda vai ter 3 barrigas e 2 pontos parados, e assim por diante: 4 barrias e 3 pontos parados, 5 barrigas e 4 pontos parados, etc (sempre o número de barrigas é 1 a mais que o número de pontos parados na corda). Pois bem, esses pontos parados são chamos "pontos nodais dos modos de vibracao" (notem que no caso da corda sao 'pontos', porque a corda tem 1 dimensao, já a placa vibrando no video tem linhas nodais, pq a superficies tem 2 dimensoes.).
agora a explicacao da farinha... no caso da corda nao da para vcs fazerm em casa, mas é facil de imaginar e entender pq na placa aparecem os desenhos (simétricos, por sinal): Imaginem que de alguma forma eu consiga colocar na parte de cima da corda um monte de farinha, ao longo de todo o comprimento e que de alguma forma eu impeça que a farinha caia no chao, só permita que a farinha fique livre para se mover ao longo da corda... ao ficar balançando a corda para cima e para baixo, a farinha vai ficar pulando como louca e vai acabar se acumulando nos pontos nodais, pq estao parados (ao contrario das demais partes da corda estarao balançando pra cima e para baixo sem parar).
Na placa acontece exatamente a mesma coisa: a caixa de som fica empurrando a placa metalica para cima e para baixo e, em algumas frequencias (chamadas frequencias naturais de vibracao), o respectico modo de vibracao aparece e, formam-se os pontos nodais (nesse caso sao linhas, pq a placa tem 2 dimensoes). Pois bem, a farinha que está balançando em cima da placa como louca acaba acumulando nessas regioes (linhas) em que a placa fica parada, é aí que se formam os desenhos. Conforme a frequencia do som vai aumentando (o som vai ficando mais irritante), os modos de maior frequencia aparecem e os desenhos vao se formando pelo acumulo de ferinha nas linhas nodais.
Entao, ao olhar a placa vcs podem concluir sem medo de errar que: onde há acumulo de farinha, nao há 'barriga' nos modos de vibraçao. De fato, se vcs colocarem o dedo sobre essas linhas, vc NAO sentirao a vibracao, já nos outros pontos vc sentirao a vibraçao.. legal né?
Notem tambem uma coisa: no caso da corda, quanto maior a frequencia que ficamos balançando a corda, mais 'barrigas' aparecem na corda e mais pontos nodais aparecem. na placa é a mesma coisa, quanto maior a frequencia da excitacao, mais linhas nodais aparecem.
A explicacao para a geometria das linhas e o porque dessas linhas desaparecem quando nao estamos excitando a placa com as frequencias naturais não é uma coisa fácil de explicar com texto, entao vou ficar devendo, mas quem quiser entender o porque é só me falar! =D
Sabe aquela história de quebrar um copo de cristal com um grito agudo? entao, é verdade e é exatamente por isso... se alguém conseguir produzir um som na frequencia natural de vibracao do copo, ele vai vibrar em um modo (com suas linhas nodais, barrigas, tudo igual, mas com uma geometrica complicada), e acaba quebrando devido ao acumulo de energia nele (se nao conseguir dissipar essa energia de alguma forma), pq uma coisa que ocorre nessas frequencias é o chamado 'fenomeno de ressonancia', em que o objeto vai acumulando cada vez mais energia e, a nao ser que consiga dissipar de alguma forma, literalmente explode... legal né? só uma coisa: todas as coisas do universo têm frequencias naturais, inclusive órgaos humanos, entao em teoria é possivel produzir uma arma que consiga excitar por exemplo os ossos do seu cranio até que eles explodam. Acho que já li em algum lugar que os americanos já estudarm armas desse tipo, mas nao sei que pé deu.
Outro exemplo que nao nos damos conta, mas é explicado pela historia toda de vibracoes é nos automóveis: vcs já perceberam que a alavanca do cambio dos carros (nao sao todos os carros) ficam balançando enquanto estamos em baixa rotacao, e quando aceleramos o carro a alavanca para de vibrar? entao... é por isso! por azar, a frequencia de vibracao da alavanca do cambio coincide com a frequencia do motor em baixa rotacao, quando saimos dessa rotacao, a vibracao da alavanca para.
espero que minha explicacao tenha sido util... =D
Eu acho que a gente viu algo assim na aula de Física, Paul...
mas eu achei que você foi muito mais didático!
valeu!
Afe!!! Paul, sou seu fã!!! Daqui a pouco a gente vai ser obrigado a te colocar como colaborador do blog. Pelo menos para assuntos nerdísticos das exatas...
Muito legal Paul! Agora todos vao querer ir na Poli conferir a maquininha!
Existe uma certo "boato" de que o esfíncter humano possue uma freqüência natural entre 5 e 9 Hz. Esta seria a chamada "brown note" que quando tocada levaria a perda da]o controle da abertura do esfíncter anal. Dizem que isso é empregado em métodos de controle de multidões, mas parece que é boato mesmo... Se não me engano até os caçadores de mito testaram isso..
Háháhá!! que eca!!! imagina se o teste dos caçadores de mitos tivesse dado certo... :D
O de quebrar um copo com a voz humana os Caçadores de mito já testaram. E foi confirmado.
Brutus, dizer que isso fará com que as pessoas queiram ir a Poli é exagero.
Já sobre o "brown note" eu acredito nela sim. Mas creio que a frequencia e o timbre correto só é obtido com a acústica do banheiro.
Paul, excelente explicação!
Paul, eu entendi! Muito boa explicação mesmo.
Mas quero ver vc conseguir explicar como a Mariah Carey consegue atingir 5 oitavas sem quebrar nenhum copo, nem estourar nenhum tímpano.
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