A segunda aula da sequência parte dos subsunçores identificados na aula ume constrói os conceitos físicos de pulso, onda, frequência e período de oscilação. Inicia-se apresentando aos alunos uma dinâmica utilizando um violão22. Estavam presentes, inicialmente, dezessete alunos, e, 30 minutos após o inicio da aula, chegaram mais dois alunos. Segue transcrição do inicio da aula.
O professor diz:
“Eu queria que você tentasse me responder quantos sons você consegue escutar, pode ser?”
22 Lembramos que não é preciso que o professor saiba tocar, pois essa dinâmica é realizada
utilizando técnicas muito básicas. Caso o professor não tenha um violão disponível para realizar essa prática, recomenda-se solicitar aos alunos que tocam violão (caso existam) que executem os procedimentos. Damos ainda a opção de utilizar o software Guitar Pro, que emula sons de instrumentos, como alternativa.
57 Resposta dos alunos:
“Pode” Professor replica:
“Melhor! Fecha o olho! Não quero que você seja influenciado pelo o que você vai ver.”
Foto 6: Professor demonstrando consonância e dissonância utilizando duas cordas de espessuras diferentes em um violão.
Apesar de algumas dificuldades técnicas com as caixas de som (produziram muito ruído), foi possível notar o que foi sondado no teste prévio: os alunos, em sua grande maioria, são capazes de identificar consonância sonora e distingui-la de dissonância. A transcrição a seguir da fala de uma aluna, ao escutar duas cordas de espessura diferentes, oscilando com mesma frequência, corrobora essa minha percepção:
“É o mesmo (som), só que um mais forte e outro mais fraco.” Essa é uma evidência de que esse elemento intuitivo e perceptual pode ser de fato considerado algo comum aos alunos, o que significa, para nós, que pode ser utilizado como ponto de partida para a construção de conceitos físicos. Após essa sondagem, o professor parte para a utilização do software WavePadAudioEditing que representa graficamente o som captado.
58 Foto 7: Professor utilizando o software para mostrar as oscilações das cordas do violão.
Acredito que a utilização desse software foi muito acertada na sequência. Rapidamente os estudantes conseguiram visualizar que sons agudos têm frequências de oscilação maiores que sons graves. Segue transcrição de um trecho da aula, como exemplo:
Professor diz:
“Vou tocar uma nota mais fina agora, não é assim que a gente conhece? Nota mais fina?”
Alunos: “Sim.” Professor diz:
“O que você está vendo acontecer?” Aluno:
“Que as ondas estão ficando mais juntas!”
O professor deu bastante ênfase nesse ponto, definindo frequência de oscilação e comprimento de onda, nesse momento, apenas qualitativamente. Para isso, o professor produziu sons graves e agudos, em seu violão, em diferentes cordas, e evidenciou para os alunos que a frequência aumentava, enquanto que o comprimento de onda diminuía, quanto mais agudo fosse o
59 som. De mais a mais, foi fácil demonstrar que a espessura da corda também estava relacionada com a frequência de oscilação da corda.
Foto 8: O que foi escrito no quadro branco para explicar frequência de maneira qualitativa e comprimento de onda.
Com esse software também foi possível definir amplitude de onda e relacioná-la com a intensidade do som. Segue transcrição de um trecho da aula que exemplifica isso:
Professor diz:
“Associa o som que você tá escutando com o que você está vendo ali. [...] À medida que a ondinha vai “morrendo” ela vai diminuindo de tamanho até ficar só uma listra horizontal, percebe isso?” Na sequência, o professor utiliza uma corda comum para aprofundar a discussão. Ele argumenta que uma corda no violão vibra muito rápido, sendo assim, é muito difícil visualizar como elas oscilam sem o auxilio de algum instrumento. Então, com o auxílio de um aluno, ele mostra aos demais o que é uma fonte de vibração, frequência de oscilação, comprimento de onda, período de oscilação e como se formam os harmônicos (sem nomeá-los dessa forma).
60 Foto 9: Dinâmica utilizando uma corda comum para aprofundar a discussão sobre elementos
de onda.
No fim dessa dinâmica, o professor diz que é possível produzir sons com esta corda. Basta esticá-la e quanto mais estica-la e, quanto mais esticada estiver, mais agudo é o som produzido. Com isso, todos os elementos básicos de uma onda, propostos no projeto, foram de alguma foram abordados de maneira qualitativa.
Em seguida, partimos para uma caracterização matemática do modelo apresentado. Para isso, foi utilizado outro software chamado PitchPerfect Musical InstrumentTuner, que apenas fornece a frequência, em Hz, do som captado pela placa de som do computador. Foi possível então, associar sons agudos e graves com “números grandes e pequenos”.
61 Foto 10: Professor utilizando o software PitchPerfect Musical InstrumentTuner.
A utilização desse outro software também trouxe resultados interessantes. O professor argumentou que o software demora um pouco para “entender” qual é a frequência de oscilação da corda, ou, nas palavras dele: “traduzir os rabiscos verdes produzidos pelo software WavePadAudioEditing em um número”. Esse mesmo atraso será observado pelos alunos mais adiante, na sequência didática, quando forem ao laboratório medir a frequência de oscilação dos segmentos de corda do monocórdio. Para ilustrar o comportamento da frequência de oscilação de uma corda oscilando, o professor mostrou que a corda mais espessa do violão produzia sons com frequências próximas a 80Hz e a mais aguda, por volta de 326Hz.
Para ilustrar o que foi desenvolvido, segue-se mais uma transcrição desse trecho da aula:
Professor diz:
“Qual é a unidade de medida desse número ali?” Alunos:
“Hertz.” Professor:
62 “Vocês já viram isso em algum lugar?”
Aluno:
“Eu já vi em programa de rádio. Programa de som, véi.” O professor pondera o significado da frequência anunciada nas transmissões de programas de rádio e compara com as oscilações das cordas de um violão. Tipicamente, os programas escutados pelos alunos dessa turma são de estações que trabalham em frequências na ordem de 100 MHz. O professor aproveitou então, para explicar o funcionamento (superficialmente, claro) do rádio, acentuando que o aparelho de rádio faz uma conversão de ondas eletromagnéticas em frequências muito altas para frequências sonoras, ou seja, frequências audíveis.
Já é possível, nessa altura, construir uma estrutura matemática para relacionar esses conceitos mais adequadamente. Primeiramente, relaciona-se período de oscilação com frequência de oscilação. Para isso, alguns exemplos numéricos foram usados: número de vezes que uma pessoa se alimenta por dia, período de translação da Terra, período de rotação da Terra, “ola” numa partida de futebol e rotação de um motor de carro. Ao final da explicação e da resolução dos exemplos, o professor distribuiu uma atividade para casa com alguns exercícios sobre os temas abordados em sala. E assim, encerra-se a segunda aula.
63 Foto 11: Quadro branco ao final da explicação dos conceitos básicos sobre ondulatória.