Que propriedades físicas de uma onda sonora correspondem às percepções de afinação, altura e timbre?

Passo 1

Beleza, então o enunciado tá perguntando: “Quais propriedades físicas de uma onda sonora correspondem às percepções de afinação, altura e timbre?” Isso faz parte de Acústica (ou Física de ondas sonoras).
O que a gente precisa saber:
  1. O que é frequência de uma onda sonora e como ela afeta o que a gente ouve.
  2. O que é a referência de afinação (ex.: A4 = 440 Hz).
  3. O que é timbre, harmônicos e espectro de frequências.

Passo 2

Primeiro, afinação. Na prática, afinação é quão perto a nota está do valor-padrão que a gente combina (tipo A4 = 440 Hz).
Teoria por trás: toda nota musical tem uma frequência “ideal”. Se a sua guitarra aponta A4 = 450 Hz em vez de 440 Hz, ela tá desafinada.
Em fórmulas, pra notas num sistema temperado igual, cada semitom é um fator de
2^1/12approx1,0595
na frequência. Então a afinação mede o desvio percentual em relação à frequência de referência.

Passo 3

Agora, altura (ou pitch). É bem simples: a altura que a gente percebe está diretamente ligada à frequência fundamental f da onda sonora.
  • Quanto maior f, mais agudo (a “altura” sobe).
  • Quanto menor f, mais grave.
    Por exemplo, se você ouvir 220 Hz, é uma nota grave (A3); se ouvir 880 Hz, é bem agudo (A5).

Passo 4

Por fim, timbre. É a “cor” do som, o que faz um piano soar diferente de um violão, mesmo tocando a mesma nota.
Teoria: além da frequência fundamental, a onda tem harmônicos (sobreatos) em múltiplos inteiros de f, e a intensidade de cada harmônico varia.
O timbre vem de:
  1. Espectro de frequências (quanto cada harmônico contribui).
  2. Envoltória (ataque, sustentação, decadência e liberação).
    Em resumo, timbre = forma de onda completa, ou seja, soma dos componentes harmônicos e o modo como eles crescem e decaem no tempo.

Resposta

Afinação = desvio da frequência em relação a uma referência (ex.: A4 = 440 Hz)
Altura = frequência fundamental f da onda (mais alta f, mais agudo; mais baixa f, mais grave)
Timbre = distribuição e intensidade dos harmônicos e a envoltória temporal da onda sonora

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