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A relação entre música, física e matemática

Nesse texto vamos explicar um pouquinho sobre essa antiga relação.

A matemática e a música estão naturalmente presentes no nosso dia a dia, são tantas atividades cotidianas movidas pelo som e pelos cálculos, que não nos damos conta da sua presença. A relação entre as duas áreas vai muito além dos verbos — contar e cantar —, nesse texto vamos explicar um pouquinho sobre essa antiga relação, para se ter uma ideia, os gregos, no século VI a.C. consideravam que a música encerrava uma aritmética oculta.

Para entender melhor, vamos ver alguns conceitos básicos da música:

 

Música

Chamamos de “acordes” três notas executadas simultaneamente em um instrumento musical. Os acordes são divididos em consonantes ou dissonantes, sendo que os primeiros são normalmente aprendidos antes de tudo, e os segundos, são usados por instrumentistas que já possuem mais conhecimento, prática e técnicas avançadas. Os acordes consonantes são agradáveis aos ouvidos e são suficientes para executar qualquer música, já os dissonantes parecem fora de combinação melódica, são mais complexos e enriquecem a composição.

 

A relação com a matemática

A matemática é utilizada pelos estudiosos da música como uma forma de facilitar suas teorias a respeito da estruturação musical, além de comunicar novas maneiras de ouvir música. Da matemática, são usadas na música, a teoria dos conjuntos, a álgebra abstrata e a teoria dos números. Para compreender essa relação, imagine que compositores já utilizaram em seus trabalhos as escalas musicais, a proporção áurea e o número de Fibonacci.

Music, Violin, Classical Music.

Uma relação muito antiga.

Apesar de terem ligação, a matemática e a música são estudadas de maneira separada há muito tempo, mas sempre tiverem uma relação entre si. As escalas musicais foram expressadas de maneiras diferentes, variando de acordo com os povos. Filósofos como Erastóstones e Pitágoras, por exemplo, criaram escalas e formas de organizá-las, já os gregos faziam essas escalas baseadas nos tetracordes, com sete tons. Com os filósofos, a afinação que usava recursos de quinta passou a ser utilizada, além de usar os números entre 1 e 4 para gerar as notas de uma escala.

Além disso, quando falamos em ritmo musical, estamos associando o ritmo ao tempo e suas divisões, além das frequências, sons e timbres. Chamamos de compassos os períodos que se repetem dentro de uma música – ou seja, são tempos que se repetem. Você pode assistir ao documentário abaixo para entender essa relação de uma forma simples e didática:

“O primeiro experimento científico da matemática foi numa arte: a música.” 

 

A física na música

É a frequência do som que define uma nota musical. Essa frequência é uma repetição com referência de tempo. Por exemplo, imagine uma roda de bicicleta girando, se essa roda completa uma volta em 1 segundo, dizemos que a frequência da roda é “uma volta por segundo”, ou “um Hertz”. Hertz é o nome dado para representar a unidade de frequência, geralmente aparece abreviado como “Hz”. Se essa roda, por exemplo, completasse 10 voltas em 1 segundo, sua frequência seria 10 Hertz (10 Hz).

Bem, e o que isso tem a ver com a música? É que o som é uma onda e essa onda oscila com certa frequência. Se uma onda sonora completa uma oscilação em 1 segundo, sua frequência é de 1 Hz. Se ela completa 10 oscilações em 1 segundo, sua frequência é de 10 Hz. Para cada frequência há um som diferente (uma nota diferente). A nota Lá, por exemplo, corresponde a uma frequência de 440 Hz.

Quando uma frequência é multiplicada por 2, a nota permanece a mesma. Por exemplo, a nota Lá (440 Hz) multiplicada por 2 é 880 Hz, que continua sendo uma nota Lá, mas uma oitava acima. Se o objetivo é baixar uma oitava, bastaria dividir por 2. Ou seja, uma nota e sua respectiva oitava mantêm uma relação de ½.

 Na Grécia Antiga, Pitágoras fez descobertas muito importantes para a matemática (e para a música). Por exemplo, ele descobriu que ao esticar uma corda, prendê-la nas suas extremidades e tocá-la, faz com que ela vibre. Até aí, bem simples, né?

corda1

Ele também decidiu dividir essa corda em duas partes e tocou cada extremidade novamente. O som produzido era exatamente o mesmo, só que mais agudo (pois era a mesma nota uma oitava acima):

 

 corda2

 

Mas Pitágoras continuou seu experimento. Decidiu analisar como ficaria o som se a corda fosse dividida em 3 partes:

corda3

Um novo som surgiu, diferente do anterior. Pitágoras percebeu que não era a mesma nota uma oitava acima, mas uma nota diferente, que precisava receber outro nome. Apesar de ser diferente, o som combinava com o anterior, criando uma harmonia agradável ao ouvido.

Assim, ele continuou fazendo subdivisões e foi combinando os sons matematicamente criando escalas que, mais tarde, estimularam a criação de instrumentos musicais capazes de reproduzir essas escalas.

Muitos povos criaram suas próprias escalas musicais. O povo chinês, por exemplo, partiu da experiência de Pitágoras (utilizando cordas): eles tocaram a nota Dó em uma corda esticada e depois dividiram essa corda em 3 partes, como acabamos de mostrar. O resultado dessa divisão foi a nota Sol.

Ao observar que essas notas possuíam uma harmonia entre si, eles repetiram o procedimento a partir dessa nota Sol, dividindo novamente esse pedaço de corda em 3 partes, resultando na nota Ré, que deu origem à nota Lá, em seguida à nota Mi.

Ao repetir esse procedimento de dividir a corda em 3 partes, deu-se origem à nota Si, porém ela não soava muito bem quando tocada junto com a nota Dó (a primeira nota do experimento). As duas notas eram muito próximas uma da outra, causando certo desconforto sonoro. Por isso, os chineses terminaram suas divisões obtendo as notas Dó, Sol, Ré, Lá e Mi, deixando a nota Si de lado.

Foram essas notas que serviram de base para a música chinesa, formando uma escala de 5 notas (pentatônica). A escala pentatônica é agradável e consonante, representando muito bem a cultura oriental, que sempre foi pautada na harmonia e estabilidade.

Existem muitas outras explicações matemáticas para a construção da música, elas entram em assuntos mais avançados que necessitam um alto conhecimento matemático, como séries de Fourier e função Zeta de Riemann.

O que podemos entender é que música trabalha matematicamente, sendo resultado de uma organização numérica. E nosso cérebro é responsável por interpretar tudo isso. Nosso cérebro gosta de lógica, harmonia, gosta cálculos! Quanto mais você praticar, estudar e conhecer música, mais essa faculdade se desenvolve. =)

 

WEG é patrocinadora oficial do 15º Femusc

Por acreditar na importância da música na transformação social, a WEG patrocina o festival desde sua primeira edição.

Já faz um tempo que Jaraguá do Sul torna-se palco do maior festival-escola não competitivo da América Latina. E nesse ano não será diferente, de 19 de janeiro a 01 de fevereiro a cidade recebe mais uma edição do FEMUSC — o Festival de Música de Santa Catarina, que desta vez, chega com um novo recorde: vai reunir 1.500 músicos de 32 países, promovendo apresentações na SCAR e em diversos locais públicos da cidade, levando a música para todos, com apresentações gratuitas.

Isto, porque o principal objetivo do festival é democratizar, popularizar e internacionalizar o aprendizado de música erudita, e além de proporcionar concertos espetaculares para o público em geral, os alunos do FEMUSC têm a chance de participar de mais de 60 cursos.

Escutar um som é educar-se, é escutar-se por dentro. A música é um instrumento provocador de mudança, reconstrói novas ideias, novos pensamentos e promove a saúde mental na sua totalidade, pois atua diretamente no sistema nervoso, facilitando o processo de bem estar. Por acreditar na importância da música na transformação social, a WEG patrocina o festival desde sua primeira edição. Este ano, além de patrocinadora, a WEG estará presente com mais 40 voluntários atuando no atendimento ao público durante todos os dias do festival.

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Voluntários WEG marcam presença no FEMUSC.

 

Em 2020, paralelamente ao Programa de Música Erudita, haverá um espaço dedicado à música popular, com novas turmas de piano e teclados, violão, guitarra e cordas dedilhadas, bateria e percussão, canto e expressão corporal, baixo acústico e elétrico e saxofone e flauta.

No repertório, estão obras como a 2ª Serenata, de Johannes Brahms, a 9ª Sinfonia, de Ludwig van Beethoven, e o Concerto para Oboé e Pequena Orquestra, de Richard Strauss. Nesta, o solista será o diretor-artístico do Femusc, que, em 2001, ganhou o único Prêmio Grammy brasileiro na Música Clássica com a gravação da mesma obra, na época, executada pela Orquestra Sinfônica de Chicago, sob direção de Daniel Barenboim.


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Confira a programação completa em: http://femusc.com.br/programacao/

 

Você pode colaborar com o festival e garantir seu lugar para assistir os melhores concertos através do site www.ticketcenter.com.br. Mas não se preocupe, os ingressos gratuitos para todas as apresentações continuam sendo distribuídos como em todos os anos: 48h antes de cada concerto, na bilheteria da SCAR.