::: COMO 'DESLIGAR' AS VUVUZELAS NA SUA TV :::

mixandi.com.br

Protetores auriculares

Se você, como eu, não aguenta mais o som das Vuvuzelas nos jogos da Copa do Mundo de futebol na África do Sul, saiba que existe uma maneira de "desligar" o som destas malditas cornetas na transmissão de TV!

Não estou falando dos protetores auriculaes (como os da foto acima) ou de abafadores. Estes cortam todos os sons que entram nos seus ouvidos. Aí seria melhor abaixar o som da TV. Refiro-me a um processo "seletivo" capaz de eliminar certas frequências sonoras. Quer saber como? Acompanhe o texto abaixo. 

:: Equalizador: o que e o que faz?

Como visto no post do dia 13/junho (veja logo abaixo), as Vuvuzelas têm harmônicos que partem de aproximadamente f1 = 250Hz e vão evoluindo para f2 = 2f1 = 500Hz, f3 = 3f1 = 750Hz, e assim por diante. Para atenuar o som das Vuvuzelas na TV basta usar um equalizador, um dispositivo que permite aumentar ou diminuir o volume do som (a rigor a amplitude da onda sonora) por faixas específicas de frequências.

O equalizador pode ser um hardware (um equipamento dedicado), como o Alesis MEQ 230 da foto abaixo, igual ao meu aqui em casa e que é parte do equipamento que sobrou da época em que eu tinha uma pequena produtora de audio. Neste equipamento profissional, na faixa audível do ser humano, entre 25Hz e 20 kHz, há 30 faixas pré-programadas (por canal) com precisão de 1/3 de oitava. Dá para "brincar" bastante! 

 

Um equalizador também pode vir  incorporado nas TVs e nos aparelhos de som. Aposto que na sua TV tem um. Mas nos casos mais comuns, mais simples, estes dispositivos acertam apenas três faixas: graves, médios e agudos. Aí não há precisão para "cortar" os harmônicos específicos das Vuvuzelas sem cortar parte importante do audio desejável, como a voz dos locutores e comentaristas, por exemplo. Com equalizadores com mais faixas podemos literalmente "matar" de forma certeira os harmônicos que não queremos preservando o resto do audio intacto.

Quem não possui um equalizador (hardware) mas tem computador pode fazer o som da TV passar pela placa de som. Com um software de tratamento de audio em tempo real é possível usar equalizadores paramétricos (plugins), como o da imagem abaixo. E aí a precisão é fantástica! É que no equalizador paramétrico é você que calibra o parâmetro do botão controlador, ou seja, escolhe a(s) frequência(s) exata(s) que deseja atenuar ou realçar. Assim, você mesmo pode, por tentativa e erro, achar os valores dos harmônicos da corneta e atenuá-los, diminuindo os volumes sonoros específicos sem alterar a parte desejável do audio durante a transmissão de TV. Você faz uma faxina manual só na parte indesejável. Entendeu?

Die Surfpoeten (www.surfpoeten.de) - Tobias Herre

Equalizador paramétrico (software) atenuando 235Hz e 465 Hz

Tobias Herre do blog  Die Surfpoeten  "desligou" as Vuvuzelas da sua TV usando um software com plugin de equalização paramétrica. Um bar em Nova York, segundo o Gizmodo, acoplou um equalizador (harware) na TV com a mesma função.

Fica aqui a ideia. Quando eu voltar da Alemanha, vou testar com calma. E espero que em jogos do Brasil, se é que você me entende! Alegre 


Fonte: matéria da Folha.com (Dica do conterrâneo Luciano Sturaro que é leitor aqui do Física na Veia!)
Já publicado aqui no Fìsica na Veia! 





Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 19h24





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  ::: ESCOLA DE FÍSICA NO CERN :::

Aproveitando o "clima LHC" do post anterior, você gostaria de passar uma semana em Genebra, na Suíça, fazendo um curso de capacitação no CERN exatamente onde fica o LHC?

Se você é professor de Física no ensino médio em qualquer escola particular ou pública no Brasil saiba que isso está mais fácil do que parece!

É que estão abertas, até o dia 21 de junho, as inscrições para o processo seletivo do projeto que vai levar 20 professores brasileiros para o CERN para um curso entre 5 e 10 de setembro ao lado de 50 professores portugueses. A iniciativa provém de negociações por parte de pesquisadores brasileiros do CBPF - Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas e da diretoria da SBF - Sociedade Brasileira de Física visando ampliação da cooperação do CERN com Portugal.

Está uma correria aqui com os preparativos para viajar para a Alemanha neste próximo final de semana. Lembra que vou para Bonn participar do Global Media Forum para receber o prêmio de Melhor Weblog em Português no The BOBs - The Best of Blogs da Deutsche Welle? Mesmo assim, vou tentar conseguir toda a documentação e me inscrever antes de viajar! Eu quero muito estar lá no CERN!

Faça a sua inscrição também professor! Boa sorte para você! Boa sorte para mim! Tomara que a gente se encontre lá em Genebra em setembro para um super curso de Física de Partículas na Veia! Alegre

Ah.. sim... o link com o edital e todas as informações sobre o curso e o processo seletivo é este (no site da SBF - Sociedade Brasileira de Física)!  

E, se der certo, você leitor do Física na Veia! vai de carona comigo já que pretendo cobrir o evento em real time blogando diariamente de lá com todas as novidades. Très chic!!!


Para saber mais


Já publicado aqui no Física na Veia!   

 





Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 16h27





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  ::: LHC NO VESTIBULAR DE MEIO DO ANO DA PUC-SP :::

 
O anel do LHC escondido 100 m abaixo da superfície

Aconteceu ontem o vestibular de inverno da PUC-SP. E, de cinco questões de Física, três usaram o LHC - Large Hadron Collider como pano de fundo.

Confira as questões (enunciado e resolução) logo abaixo. 

Fonte: UOL Vestibular

17. 

GENEBRA - O Grande Colisor de Hádrons (LHC) bateu um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de prótons a 7 tera-elétron-volt, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de "um Big Bang em miniatura".   
A unidade elétron-volt, citada na matéria de O Globo, refere-se à unidade de medida da grandeza física:

a) corrente
b) tensão
c) potência
d) energia
e) carga elétrica

Resolução

Elétron-volt é unidade de energia e equivale a energia de uma partícula de carga elementar 1,6.10-19 C colocada num ponto de um campo elétrico de potencial 1V.

Resposta: alternativa "D"

Observação: o recorde de 7TeV foi noticiado aqui no Física na Veia! (veja neste post onde explico como chegar no valor 7TeV de energia de cada próton acelerado) 

 

Fonte: UOL Vestibular

18. No LHC - Grande Colisor de Hádrons, as partículas vão correr umas contra as outras em um túnel de 27 km de extensão, que tem algumas partes resfriadas a - 271,25oC. Os resultados oriundos dessas colisões, entretanto, vão seguir pelo mundo todo. A grade do LHC terá 60 mil computadores. O objetivo da construção do complexo franco-suíço, que custou US$ 10 bilhões e é administrado pelo Cern (Organização Européia de Pesquisa Nuclear, na sigla em francês), é revolucionar a forma de se enxergar o Universo. 

A temperatura citada no texto, expressa nas escalas fahrenheit e kelvin,  equivale, respectivamente, aos valores aproximados:

a) -456 e 544
b) - 456 e 2
c) 520 e 544
d) 520 e 2
e) -456 e -2

     

Resolução

As temperaturas escalas celsius (θC), fahrenheit (θF) e kelvin (T) relacionam-se da seguinte forma:

De celsius para fahrenheit temos:

E de celsius para kelvin:

Resposta: Alternativa "B"

Observação: a relação apresentada acima entre as escalas celsius, fahrenheit e kelvin foi deduzida por mim neste post escrito durante a Copa do Muindo de Futebol de 2006.

 

Fonte: UOL Vestibular

19. O Solenóide de Múon Compacto (do inglês CMS - Compact Muon Solenoid) é um dos detectores de partículas construídos no GRande Colisor de Hádrons, que irá colidir prótons no CERN, na suíça. O CMS é um detector de uso geral, capaz de estudar múltiplos aspectos das colisões de prótons a 14 TeV, a energia média do LHC. Contém sistemas para medir a energia e a quantidade de movimento de fótons, elétrons, múons e outras partículas resultantes das colisões. A camada detectora interior é um semicondutor de silício. Ao seu redor, um calorímetro eletromagnético de cristais centelhadores é rodeado por um calorímetro de amostragem de hádrons. O rastreador e o calorímetro são suficientemente compactados para que possam ficar entre o imã e solenoidal do CMS, que gera um campo magnético de 4 teslas.      

No exterior do imã situam-se os detectores de múons. 

Considerando que o campo magnético terrestre sobre a maior parte da América do Sul é da ordem de 30 microteslas (0,3 gauss), o campo magnético gerado pelo CMS é maior do que dessa região da Terra, aproximadamente,

Dado: 1 microtesla = 1,T = 1.10-6T

a) 133.333 vezes
b) 1.333 vezes 
c) 10.000 vezes
d) 0,01 vezes
e) 100 vezes    

Resolução

O que se pede nada mais é do que a razão R entre a intensidade do campo magnético no CMS (BCMS) e do campo magnético da Terra (BTerra), ou seja:

 

Resposta: alternativa "A"

Observação: neste post eu comento sobre o CMS e os outros experimentos montados ao longo do anel do LHC.

Achei muito bacana a iniciativa da PUC-SP de abordar um tema tão importante e recente na sua prova de vestibular com questões informativas, ou seja, ao mesmo tempo em cobram, também ensinam! Parabéns à banca examinadora!

E os leitores do Física na Veia! que prestaram este vestibular devem ter achado moleza, não?  Pelo menos nesta parte do LHC estava tudo bem encaminhado, não estava? Afinal, estamos todos de olho no LHC, o maior e mais importante experimento já construído pelo homem! 


Já publicado aqui no Física na Veia!  





Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 14h32





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  ::: OUTRA NA MOSCA: 'ACELERÔMETRO DE POBRE' CAIU NA VUNESP :::

unesp.br

Aconteceu hoje a prova de conhecimentos gerais da Vunesp, vestibular para ingresso na Unesp - Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho. 

E o Física na Veia! "matou" uma questão deste importante vestibular. Confira: 

Fonte: UOL Vestibular

Num jato que se desloca sobre uma pista horizontal, em movimento retilíneo uniformemente acelerado, um passageiro decide estimar a aceleração do avião. Para isto, improvisa um pêndulo que, quando suspenso, seu fio fica aproximadamente estável, formando um ângulo θ= 25o com a vertical e em repouso em relação ao avião. Considere que o valor da aceleração da gravidade  no local vale 10 m/s², e que sen 25o = 0,42; cos 25o = 0,90; tan 25o = 0,47. Das alternativas, qual fornece o módulo aproximado da aceleração do avião e melhor representa a inclinação do pêndulo?

   

Resolução

Quando o avião acelera para frente, por inércia, o corpo pendurado no fio tende a ficar parado em relação à pista e, portanto, vai para trás em relação ao avião. O fio inclina-se para a esquerda.

A aceleração do avião será dada por:

a = g.tan 25o = 10.0,47 = 4,7 m/s²

Resposta: a alternativa que concorda com o raciocínio acima é "A"

Simples assim? Sim! E o desenvolvimento teórico para se chegar na equação usada na resolução da questão você encontra neste post de 17/02/2008 que ensina os leitores do blog a fazerem um "acelerômetro de pobre" usando justamente um pêndulo!

Mais uma questão de vestibular na mosca! Veja na lista abaixo exemplos de algumas outras questões de vestibular que o Física na Veia! já acertou! 

 





Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 22h17





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  ::: VUVUZELA: O SOM DA COPA 2010 :::

UOL Copa do Mundo 2010 - Fotos

Garoto uruguaio tocando sua Vuvuzela na partida Uruguai X França

A trilha sonora da Copa do Mundo de Futebol 2010 na África do Sul já está irremediavelmente definida: Vuvuzelas em coro! Nenhum outro som será mais marcante do que esta sinfonia de zumbidos nos estádios!

A gente assiste a uma partida na TV e, mesmo depois que o jogo termina, aquele maldito "som de abelhas" ainda fica ecoando nas nossas cabeças! Dizem que tem gente assistindo às partidas no estádio com tampão de ouvido porque o som ao vivo é insuportável.

A Vuvuzela é uma espécie de corneta tradicional na África e que em sua versão atual, modernizada, é feita de plástico.  Não tem nada de sofisticado. Trata-se de um tubo vazado que deve ser excitado por um sopro forte e contínuo numa de suas extremidades.

Os tubos que podem vibrar e emitor sons são chamados em Física de tubo sonoros e são classificados em abertos ou fechados. O aberto é vazado, ou seja, tem as suas duas extremidades abertas. O fechado tem uma extremidade aberta e a outra fechada. É o que nos mostra a figura abaixo.

A Vuvuzela é um tubo do tipo aberto (tem ambas as extremidades abertas).

Os tubos sonoros não podem produzir qualquer som. As condições de contorno do sistema (extremidade aberta ou fechada) forçam o aparecimento de apenas alguns sons "permitidos" chamados de harmônicos e que correspondem a modos de vibração bem específicos. Isso ocorre porque na prática, quando um som viaja dentro do tubo, pode sofrer reflexões e refrações. Assim, temos sons indo e vindo dentro do tubo, viajando na mesma direção mas em sentidos opostos. Quando estes sons se encontram, ocorrem superposições e formam-se estacionárias que são figuras que mapeiam a interferência sonora ao longo do tubo. Em certos casos, a superposição acontece com sons em fase e há uma intereferência do tipo construtiva pois os dois sons se somam, "construindo" um som mais forte (ponto de reforço). Noutros casos ocorre o oposto, com intereferência destrutiva,  pois os dois sons se cancelam ou "destroem-se" (ponto de atenuação). Onde a interferência é construtiva dizemos que forma-se um ventre e onde a intereferência é destrutiva um nó.

Nas extremidades abertas dos tubos sempre temos ventres (IC = interferência construtiva) enquanto que nas extremidades fechadas temos nós (ID = interferência destrutiva). Confira na figura abaixo os perfils das onda sestacionárias mais simples formadas nos tubos abertos e fechados:

Os harmônicos (ou modos de vibração) que vão se formar numa Vuvuzela (tubo aberto) serão:

Note que L é o comprimento do tubo enquanto que λ é o comprimento de onda da onda sonora que se propaga dentro deste tubo. Note ainda que, pelas condições de contorno (ambas as extremidades abertas), os sons "permitidos" (ou harmônicos) na Vuvuzela devem ter ao longo da extensão L um número inteiro (1, 2, 3, 4, 5, ...) de semiondas, ou seja, 1λ/2, 2λ/2, 3λ/2, 4λ/2, 5λ/2, e assim por diante. Logo, a Série Harmônica (ou sequência de sons "permitidos") dentro da Vuvuzela será:

  • n = 1 - Primeiro harmônico:
  • n = 2 - Segundo harmônico
  • n = 3 - Terceiro harmônico
  • ... e assim por diante.


Podemos generalizar  a formação dos harmônicos através da série matemática abaixo onde n = 1, 2, 3, 4, 5,.., N é o que chamaremos de número de ordem do harmônico:

Note que podemos generalizar ainda mais a Série Harmônica escrevendo que para o harmônico de ordem N vale λN = λ1/N enquanto que fN = N.f1. Desta forma, se conhecermos os valores de comprimento de onda e frequência do primeiro harmônico podemos facilmente encontrar os valores de comprimento de onda e frequência de todos os outros harmônicos, como nos mostra a tabela abaixo:

Harmônicoλf
1λ1/11f1
2λ1/22f1
3λ1/33f1
4λ1/44f1
5λ1/551
6λ1/66f1
7λ1/77f1
8λ1/88f1
9λ1/99f1
10λ1/1010f1
.........

Uma Vuvuzela típica tem comprimento aproximado L = 68 cm = 0,68 m. Dentro dela o som se propaga com velocidade próxima a V = 340 m/s. Podemos estimar o valor da frequência f1 para n = 1, o primeiro harmônico que se forma na coluna de ar no interior da Vuvuzela:

f1 = V/2L = 340 / 2 x 0,68 = 340 / 1,36 = 250Hz

O primeiro harmônico (ou fundamental) é grave, compatível com a sonoridade de "zumbido" da Vuvuzela. Mas ela não emite só este harmônico. O seu timbre característico corresponde à superposição de outros harmômicos. E agora, de posse do valor da frequência f1 podemos encontrar todos os outros valores de frequência (f2, f3, f4, ...) dos próximos harmônicos. Isso já está feito na tabela abaixo usando a ideia fN = N.fdesenvolvida acima. 

Harmônicof (Hz)
1250
2500
3750
41000
51250
61500
71750
82000
92250
102500
......

Observação: A cada vez que a frequência sonora dobra dizemos que subimos uma oitava. Assim, o harmônico n = 2 é a oitava do harmônico n = 1 (pois f2 = 2f1 ) assim como o harmônico n = 4 é a oitava do harmônico n = 2 (pois f4 = 2f2) e assim por diante. Assim, a Série Harmônica vai reproduzindo a cada harmônico novas notas musicais, cada vez mais agudas, ou seja, com frequências mais altas. Mas nem todos os harmônicos (ou notas) têm a mesma intensidade (ou volume). Desta mistura de diferentes notas (harmônicos) em diferentes intensidades (volumes) é que temos o timbre, o perfil de onda inconfundível da Vuvuzela. 

 

:: Som Literalmente Ensurdecedor

A tabela acima contém dados reais de um experimento realizado pelo SAMJ - South African Medical Journal que mediu níveis de intensidade sonora média (N) de diversos harmônicos de uma Vuvuzela típica em quatro pontos diferentes: na orelha do tocador da Vuvuzela, na saída da corneta, a 1m e também a 2m desta saída.

Para você ter uma ideia quantitativa, o limiar da audição humana corresponde ao nível de 0 dB (zero decibéis). Uma conversa normal chega a 60 dB. Um aspirador de pós a 70 dB. A buzina de um automóvel bem com uma sirene pode chegar a 110 dB, mais ou menos o mesmo nível sonoro de um show de rock. Com 120 dB vibrações intensas no tímpano já podem produzir dor e desconforto. É o que chamamos de limiar da dor. Uma turbina de avião ultrapassa esse limite pode gerar ruídos de mais de 120 dB nas suas proximidades.  Note que, para alguns harmônicos, em certas frequências, uma Vuvuzela não fica muito atrás de uma turbina de avião quando se trata de nível de intensidade sonora! Não é pouco!

Um som contínuo acima de 85 db já pode provocar danos auditívos. Por isso, pessoas que trabalham expostas a ruídos intensos e por muito tempo devem usar protetores (ou abafadores) auriculares. E, com eu disse acima, muita gente tem feito uso de abafadores sonoros nos ouvidos para poderem assistir aos jogos da Copa do Mundo 2010 nos estádios com um mínimo de conforto. 

Não foi por acaso que o SAMJ publicou artigo com as medições de níveis de intensidade sonora dos harmônicos da Vuvuzela. A ideia era alertar a todos de que as Vuvuzelas podem , de fato, fazer mal para a boa audição! 

 

:: Observação Importante sobre Intensidade Sonora

A escala de nível de intensidade sonora N não é linear, é logaritmica, como a escala Richter usada para medir abalos sísmicos (veja aqui e também aqui).

No caso da intensidade sonora, seu valor em dB (decibéis) é sempre encontrado fazendo-se o seguinte cálculo:

onde I é a intensidade sonora do som aferido e I0 = 10-12 W/m² a menor intensidade do som que uma pessoa com audição saudável pode ouvir. 

Para que este post não fique enorme, vou deixar para discutir detalhes deste cálculo noutra oportunidade.

O que eu queria mesmo era abordar a acústica da Vuvuzela para mostrar como ela "grita" forte. E acho que isso ficou claro. Não?

E fica aqui uma dica para os vestibulandos: a acústica das Vuvuzelas é tema "quente" para os próximos vestibulares!


Para navegar e "soprar" 


Já publicado aqui no Fìsica na Veia!

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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 11h17





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Dulcidio Braz Jr
Físico/Professor, 49 anos

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