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Banner com fundo azul e, à direita, uma jovem de cabelo cacheado sentada em sala de aula, olhando para cima com ar pensativo e uma caneta apoiada perto da cabeça. À esquerda, o texto "Ministério da Cultura apresenta: Fórmulas de matemática para o ENEM: entenda e não decore". Na base estão os logotipos da Lei Rouanet, do Museu WEG de Ciência e Tecnologia, da WEG e do Ministério da Cultura.

Fórmulas de matemática para o ENEM: entenda e não decore

Veja as principais fórmulas de matemática para o ENEM, entenda quando aplicar cada uma e estude sem depender da decoreba. Confira o guia!

Área do círculo, porcentagem, média, volume… Você olha para uma fórmula e pensa: “eu preciso decorar isso tudo para o ENEM?” Calma. Temos uma notícia boa.  

Saber as fórmulas de matemática para o ENEM ajuda, claro. Mas tão importante quanto lembrar que a área do círculo é πr² é conseguir olhar para uma situação e perceber: “opa, é dessa fórmula que eu preciso aqui!”  

E isso tem tudo a ver com a própria lógica da prova.  

A Matriz de Referência do ENEM inclui entre seus eixos cognitivos a compreensão de fenômenos e a resolução de situações-problema. Na área de Matemática, entram conhecimentos numéricos, geométricos, estatísticos, de probabilidade e algébricos.  

Traduzindo do “enemês”: a fórmula é uma ferramenta. Primeiro, você precisa entender qual problema ela ajuda a resolver.

Quais fórmulas de matemática estudar para o ENEM?

Antes da nossa cola do bem, um aviso importante: não existe uma lista oficial do Inep com “as fórmulas que mais caem no ENEM”.  

O exame é elaborado a partir de uma Matriz de Referência que reúne competências, habilidades e objetos de conhecimento. Além disso, o Inep disponibiliza gratuitamente provas e gabaritos das edições anteriores — uma ótima fonte para entender como esses conhecimentos aparecem nas questões.  

Priorizamos fórmulas e relações ligadas aos temas mais recorrentes na prova:  

– Porcentagem e proporcionalidade; 

– Geometria plana e espacial; 

– Teorema de Pitágoras; 

– Probabilidade; 

1. Porcentagem: a fórmula que aparece até fora da prova

Cartão branco inclinado sobre fundo roxo com a fórmula de porcentagem. Em laranja: "p% = p/100". Em azul, em destaque: "PARTE = (p/100) × V".

Promoção de 20%. Juros de 5%. Aumento de 12%. Pesquisa em que 37% responderam determinada opção. 

A porcentagem no ENEM pode aparecer em situações financeiras, gráficos, tabelas, pesquisas, consumo e vários outros contextos. 

A ideia básica é: 

p% = p/100 

Para descobrir p% de um valor V: 

Parte = (p/100) × V

Quando usar?

Sempre que a questão relacionar uma quantidade a uma parte de 100. Imagine uma bicicleta que custa R$ 1.500 e está com 20% de desconto. 

20% de 1.500: 

0,20 × 1.500 = 300 

O desconto é de R$ 300. 

Preço final: 1.500 − 300 = R$ 1.200 

Até aqui, tranquilo.

Mas atenção para uma pegadinha clássica.

Aumentou 20% e depois caiu 20%. Voltou ao mesmo valor? Aumentou 20% e depois caiu 20%. Voltou ao mesmo valor? 

Não! Imagine R$ 100. Aumento de 20%: 

100 × 1,20 = 120 

Agora reduza 20% de R$ 120: 

120 × 0,80 = 96 

Terminamos com R$ 96, e não R$ 100. 

Gráfico de barras sobre fundo roxo, com o título "Aumentou 20% e caiu 20%? Não voltou ao valor inicial". Três barras mostram o valor em reais: amarela, "Valor inicial", R$ 100; verde, "Após aumento de 20%", R$ 120; laranja, "Após queda de 20%", R$ 96. Uma linha tracejada marca o valor inicial de R$ 100.

Por quê? Porque os dois percentuais foram calculados sobre valores diferentes. 

Entender isso vale muito mais do que decorar uma fórmula

2. Regra de três e proporcionalidade: quando uma coisa muda junto com outra

Cartão branco inclinado sobre fundo verde, que ilustra a multiplicação cruzada. No topo está a fórmula "a × d = b × c". Abaixo, as letras "a" e "b" ficam à esquerda e "C" e "D" à direita, com um grande X laranja entre elas.

Aqui temos uma daquelas ferramentas que aparecem o tempo todo no cotidiano. 

Se 3 litros de tinta cobrem determinada área, quantos litros seriam necessários para uma área maior? Se uma receita serve 4 pessoas, quanto precisamos para 10? 

Essas situações envolvem proporcionalidade.  

Se duas razões são equivalentes: 

a/b = c/d 

podemos fazer a multiplicação cruzada: 

a × d = b × c 

Quando usar?

Quando duas grandezas estão relacionadas proporcionalmente. 

Gráfico de linha sobre fundo verde, com o título "Proporção direta: dobrou a área, dobrou a tinta". Uma reta roxa parte do zero e passa por quatro pontos: 10 no eixo horizontal e 3 L, 20 e 6 L, 30 e 9 L, 40 e 12 L. A quantidade de tinta cresce na mesma proporção da área.

Mas cuidado: antes de montar a conta, pergunte: 

As duas grandezas aumentam juntas ou uma aumenta enquanto a outra diminui? 

Se 5 máquinas iguais produzem determinada quantidade em 8 horas, aumentar o número de máquinas pode diminuir o tempo necessário. Nesse caso, estamos diante de uma relação inversamente proporcional. 

Gráfico de curva sobre fundo verde, com o título "Proporcionalidade inversa: mais máquinas, menos tempo". O eixo horizontal é o número de máquinas e o vertical é o tempo em horas. A curva desce conforme o número de máquinas aumenta. Pontos marcados: 2 máquinas em 20 h, 4 máquinas em 10 h, 5 máquinas em 8 h (destacado em laranja) e 8 máquinas em 5 h.

3. Área: quanto espaço cabe dentro dessa figura?

Cartão branco inclinado sobre fundo laranja com fórmulas de área. Retângulo: A = b × h. Quadrado: A = L². Triângulo: A = (b × h)/2. Círculo: A = πr². À direita está a legenda das letras: A = área, b = base, h = altura, l = lado, r = raio.

Piso para um quarto. Grama para um jardim. Tinta para uma parede. Área disponível em uma planta. A geometria adora aparecer disfarçada de situações reais e entre as principais fórmulas de geometria para o ENEM, vale conhecer: 

Retângulo: 
A = b × h 

Quadrado: 
A = l² 

Triângulo: 
A = (b × h)/2 

Círculo: 
A = πr² 

Em que: 

A = área 
b = base 
h = altura 
l = lado 
r = raio 

Fundo laranja com o título "Proporção direta: dobrou a área, dobrou a tinta". Um retângulo branco, com base (b) e altura (h) indicadas, tem uma diagonal que forma um triângulo amarelo ocupando metade dele. Legenda: "O triângulo ocupa metade do retângulo: A = b x h / 2".

Quando usar?

Quando a pergunta quiser saber a superfície ocupada por uma figura. 

Imagine um jardim retangular com 8 metros de comprimento e 5 metros de largura. 

A = 8 × 5 = 40 m²

Fundo laranja com o título "Proporção direta: dobrou a área, dobrou a tinta". Uma grade de quadradinhos brancos, com 8 colunas e 5 linhas, representa um retângulo de 8 m por 5 m. Legenda: "A = 8 x 5 = 40 m² (cada quadradinho vale 1 m²)".

4. Comprimento da circunferência: área e contorno não são a mesma coisa

Cartão branco inclinado sobre fundo azul com as fórmulas do comprimento da circunferência: "C = 2πr ou C = πd". Embaixo, em laranja: "Diâmetro D = 2R".

Tem um círculo na questão? Não saia usando πr² automaticamente! Se queremos descobrir o contorno de uma circunferência, usamos: 

C = 2πr 

ou: 

C = πd 

porque o diâmetro d = 2r.

Quando usar?

Quando a questão falar de algo percorrendo a borda de um círculo: uma roda dando uma volta, uma pista circular, uma cerca ao redor de uma área redonda. 

Pense em uma roda de raio 0,30 m. 

A cada volta completa, ela percorre: 

C = 2 × π × 0,30 

C = 0,60π m 

Fundo azul com o título "Uma volta completa: a roda percorre o comprimento da circunferência". À esquerda há uma roda no ponto "início", com raio r = 0,30 m. À direita, a mesma roda aparece em "1 volta completa". Uma linha verde entre os dois pontos mostra a distância percorrida. Abaixo está a fórmula "C = 2πr = 2 x π x 0,30 = 0,60π m".

Percebeu a diferença? 

πr² → o que está dentro. 
2πr → o que está ao redor. 

Fundo azul com o título "Área e contorno do círculo não são a mesma coisa". À esquerda, um círculo preenchido com o raio (r) indicado e a legenda "Área = πr², o que está dentro". À direita, um anel verde, só o contorno, com a legenda "Área = 2πr, o que está ao redor".

Essa comparação pode salvar alguns pontinhos preciosos. 

5. Teorema de Pitágoras: procurando um lado que está faltando

Cartão branco inclinado sobre fundo roxo com o teorema de Pitágoras: "a² = b² + c²".

Temos um triângulo retângulo, conhecemos dois lados e precisamos encontrar o terceiro? Hora de chamar Pitágoras. 

a² = b² + c² 

Em que a representa a hipotenusa, o maior lado do triângulo e aquele que fica em frente ao ângulo de 90°.

Quando usar?

Quando houver um triângulo retângulo e você precisar relacionar as medidas dos seus lados. 

Imagine uma escada de 5 metros apoiada em uma parede. A base está a 3 metros da parede. A que altura ela chega? 

Fundo roxo com o título "A escada é a hipotenusa de um triângulo retângulo". A ilustração mostra uma parede, uma escada de 5 m apoiada nela e uma base de 3 m no chão. A altura na parede está marcada como "h = ?", e há um ângulo reto na base. Ao lado estão as contas "5² = 3² + h²" e "25 = 9 + h²".

A escada é a hipotenusa: 

5² = 3² + h² 

25 = 9 + h² 

h² = 16 

h = 4 m 

Pronto. 

Mas aqui vai a regra de ouro: não viu ângulo reto nem conseguiu identificar um triângulo retângulo? Não use Pitágoras só porque aparecem três lados. 

6. Probabilidade: quais são as chances?

Cartão branco inclinado sobre fundo verde com a fórmula de probabilidade: "P(A) = número de casos favoráveis ÷ número de casos possíveis". Abaixo, em destaque: "P(azul) = 3/10 = 0,3 = 30%".

Vamos fazer uma aposta? Calma, é matemática. Se existem 10 fichas em uma caixa e 3 são azuis, qual é a chance de retirar uma azul ao acaso? 

A ideia básica de probabilidade, quando os resultados são igualmente possíveis, é: 

P(A) = número de casos favoráveis / número de casos possíveis 

No nosso exemplo: 

P(azul) = 3/10 = 0,3 = 30% 

Fundo verde com o título "Caixa com 10 fichas: qual a chance de tirar uma azul?". Dentro de uma caixa há 10 fichas quadradas: 3 azuis e 7 roxas. A legenda indica "3 fichas azuis (casos favoráveis)" e "7 fichas de outra cor". Embaixo: "P(azul) = 3/10 = 0,3 = 30%".

Quando usar?

Quando a questão envolver chance de um evento acontecer. Pode aparecer com sorteios, jogos, combinações, pesquisas ou outras situações. 

Mas fique atento: nem todo problema de probabilidade pode ser resolvido apenas contando rapidamente os resultados. Dependendo da situação, você precisará primeiro descobrir corretamente quantos casos possíveis existem. 

A fórmula é curta. 

O raciocínio pode não ser.

7. Função do 1º grau: quando existe uma parte fixa e outra que varia

Cartão branco inclinado sobre fundo laranja com a fórmula da função afim: "f(x) = ax + b".

Sabe quando uma grandeza cresce de forma perfeitamente proporcional em relação a outra? É exatamente isso que a expressão da função do 1º grau descreve: 

f(x) = ax + b 

Em que: 

a indica quanto o resultado varia quando x aumenta uma unidade; 
b representa o valor inicial, quando x = 0. 

Sabe por que essa fórmula funciona para qualquer situação linear? Porque ela junta duas componentes presentes em muitos problemas reais: uma parte fixa que não muda (b) + uma parte variável que cresce proporcionalmente (ax).

Quando usar?

Quando uma quantidade depende linearmente de outra. Imagine um estacionamento que cobra R$ 8 de taxa fixa mais R$ 4 por hora. O preço pode ser representado por: 

P(h) = 4h + 8 

Para 3 horas: 

P(3) = 4 × 3 + 8 

P(3) = R$ 20 

Gráfico de linha sobre fundo laranja. O eixo horizontal é o tempo em horas e o vertical é o preço em reais. Uma reta amarela começa em R$ 8 e passa pelos pontos 1 h = R$ 12, 2 h = R$ 16, 3 h = R$ 20 e 4 h = R$ 24. Uma marcação indica que a cada +1 h o preço sobe +R$ 4. Legenda: "b = R$ 8 (taxa fixa)".

Mas o ENEM pode não pedir diretamente “calcule f(3)”. 

Pode mostrar uma tabela, um gráfico ou uma situação cotidiana e esperar que você perceba a relação matemática escondida ali.

Como estudar matemática para o ENEM sem depender de decoreba?

Aqui está uma estratégia simples. Para cada fórmula, tente aprender quatro coisas: 

1. O que ela calcula? 
Área? Volume? Porcentagem? Probabilidade? 

2. O que cada letra representa? 
Não adianta lembrar de πr² se você não sabe o que é o r. 

3. Em que tipo de situação ela pode aparecer? 
Uma piscina? Uma promoção? Uma pesquisa? Uma conta de energia? 

4. Como reconhecer o problema mesmo quando ele não diz qual fórmula usar? 
Essa é a parte mais importante. 

Depois disso, faça provas anteriores do ENEM. O Inep mantém os cadernos de questões e gabaritos de edições anteriores disponíveis oficialmente. 

A ideia não é apenas verificar quantas você acertou. Quando errar, pergunte: 

Eu não sabia a fórmula ou não percebi que precisava dela? São problemas diferentes e precisam de estudos diferentes. 

Quais conteúdos de matemática devo priorizar para o ENEM?

A Matriz de Referência contempla conhecimentos numéricos, geométricos, estatísticos e de probabilidade, algébricos e algébrico-geométricos. 

Por isso, vale estudar os conceitos e praticar questões envolvendo temas como porcentagem e proporcionalidade, geometria, grandezas e medidas, estatística, probabilidade, funções e matemática financeira. 

A matemática fica mais fácil quando começa a fazer sentido

Uma fórmula parece abstrata até você perceber o que ela está descrevendo. 

Em vez de apenas: “qual fórmula eu preciso decorar?”, pergunte: “que situação essa fórmula consegue explicar?” 

E é justamente aí que a matemática fica mais interessante: quando deixa de ser apenas uma sequência de símbolos e começa a explicar o mundo ao nosso redor. 

Movimento, energia, eletricidade, tecnologia… por trás de muita coisa que vemos e experimentamos existem números, medidas, proporções e relações matemáticas trabalhando sem chamar atenção. 

No Museu WEG, gostamos de aproximar ciência e tecnologia da vida real justamente por isso: entender fica muito mais fácil quando conseguimos enxergar o conhecimento acontecendo. 

Está se preparando para o ENEM? Continue explorando o Blog do Museu WEG e descubra outros conteúdos que ajudam a entender a ciência e a matemática de um jeito mais simples.Está se preparando para o ENEM? Continue explorando o Blog do Museu WEG e descubra outros conteúdos que ajudam a entender a ciência e a matemática de um jeito mais simples.

Banner com o texto "A ciência acontece aqui. Visite o Museu WEG!" em um painel azul à esquerda. À direita, um ímã azul e vermelho está sobre várias bússolas. Na faixa laranja no rodapé estão os logotipos da Lei Rouanet, do Museu WEG, da WEG e do Ministério da Cultura.

Aprenda brincando: Como resolver um cubo mágico?

Saiba como resolver um Cubo Mágico, como ele surgiu e quais os seus benefícios quando atrelado ao ensino de adolescentes!

Não importa a sua idade, você COM CERTEZA já viu um Cubo Mágico. Hoje em dia, até os mais novos já conhecem este brinquedo de lógica, graças ao TikTok, YouTube e Reels.

Além de ser encontrado muitos vídeos sobre a resolução correta de um Cubo Mágico, também existem pessoas que fazem verdadeiras obras de arte com este brinquedo!

Mesmo assim, poucas pessoas realmente percebem o quanto um Cubo Mágico pode auxiliar em questões cognitivas e na educação de crianças e adolescentes.

Nesta matéria você irá aprender como resolver um Cubo Mágico, como ele surgiu e quais são os seus benefícios quando atrelado ao ensino de adolescentes. Para conferir é só continuar a leitura!

Como surgiu o Cubo Mágico?

Também conhecido como “Cubo de Rubik”, o Cubo Mágico foi inventado em 1974, na Hungria, por Ernő Rubik.

Sendo um quebra-cabeça tridimensional rotativo, o Cubo Mágico foi desenvolvido com o intuito de treinar o pensamento espacial das pessoas, já que, naquela época, ainda era pouco ensinado sobre geometria nas escolas.

Mesmo com a popularização do brinquedo, o seu benefício para a sociedade não parou no quesito entretenimento.

O sucesso foi tanto que no começo da década de 1980, mais de 160 milhões de pessoas já haviam comprado o brinquedo, possibilitando o surgimento dos “cubers”. Cubers eram os jovens que ficaram famosos por possuírem uma super destreza na resolução do Cubo Mágico.

E nem precisamos voltar muito ao passado para entendermos a relevância deste brinquedo. Desde 2003 existem competições que registram recordes de velocidade na resolução do Cubo Mágico.

Até o momento de lançamento desta matéria, o recorde aponta a resolução de um Cubo Mágico padrão (3×3) em 3,47 segundos, batido por Yusheng Du, em 2018.

E, para você entender o peso da importância de um Cubo Mágico, existe um estudo que procura entender qual o menor número de combinações possível para resolver qualquer questão do Cubo Mágico: o God’s Number, o famoso Número de Deus.

Após mais de 30 anos, o menor número possível descoberto para resolver o Cubo Mágico é de vinte movimentos. Última informação interessante sobre sua história: mesmo com mais de 40 anos de idade, o Cubo Mágico continua sendo o brinquedo mais vendido do mundo.

Como o Cubo Mágico auxilia na educação?

A primeira resposta a essa pergunta é: diversão. Ensinar de forma divertida assuntos complexos como probabilidade, análise lógica e desenvolvimento de visão espacial é só o começo! 

Atrelar ensino e diversão é uma receita incrivelmente boa para garantir o envolvimento do aluno com o que está sendo ensinado.

Outro ponto que faz do uso de Cubo Mágico nas escolas uma ótima alternativa para os professores de matemática, está na diversidade de explicações possíveis sobre os mais diversos conteúdos ensinados.

Além dos benefícios intelectuais, que são possíveis ao casar o uso de Cubo Mágico no ensino, este quebra-cabeça possibilita que os estudantes sejam estimulados a vencerem seus próprios limites de compreensão, aumentando a autoestima a cada vitória. Vale a pena considerar o uso de Cubos Mágicos no estudo de crianças inseguras e que não são tão chegadas em matemática, hein?

Como resolver um Cubo Mágico?

Atualmente existem diversos vídeos na internet ensinando a montar corretamente um Cubo Mágico, mas para ficar mais fácil, encontramos um vídeo super didático que deixará este processo bem mais simples para você.

Ou seja, você só precisa repetir 5 vezes o padrão fixo de movimentos: ↑  ← ↓ →

Curtiu esta matéria? No Blog do Museu WEG você encontra muitos outros experimentos e atividades divertidas para você aprender sobre o mundo da ciência.

Você também pode aprender mais visitando o Museu WEG por meio de um Tour Virtual! Assim você não sai de casa e já aproveita para matar a curiosidade sobre tudo que o Museu WEG tem a oferecer!

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Fontes:

Matemáticos acham ‘número de Deus’ para resolver o cubo mágico – BBC News

Os benefícios do cubo mágico nas aulas de matemática no ensino médio – Brasil Escola

História dos brinquedos: cubo mágico – Studhistoria

Segredo do cubo mágico: especialista dá dicas pra você tentar resolver este quebra-cabeça – G1

A Beleza dos Números: Matemática e Simetria na Natureza

Já ouviu dizer que TUDO é matemática? Nesse conteúdo você vai descobrir qual a relação entre matemática e a simetria na natureza.

A descoberta da matemática revolucionou o mundo, tanto na racionalidade da ciência quanto na beleza da arte.

É muito comum associarmos a matemática apenas aos números escritos no papel e calculados por de fórmulas complexas, mas, na verdade, tudo que vemos no nosso dia a dia está ligado com a matemática.

Graças à matemática, é possível encontrar a simetria na natureza – alguns pesquisadores já confirmaram que estruturas simétricas surgem cada vez mais na natureza graças à sua “facilidade” na hora de ser criada.

Isso ocorre ao nascimento de uma forma simplificada e idêntica à outra já feita anteriormente, como se fosse “reutilizar” um trabalho de física para uma dissertação expositiva do mesmo assunto. Essa descoberta foi chamada de Algoritmo Simples.

Quer entender o que é e como podemos identificar a simetria na natureza? Basta continuar lendo este conteúdo!

O que é Simetria Numérica na Natureza?

O Algoritmo Simples, mencionado anteriormente, dispende “menos energia” para ser criado, já que é como uma receita de bolo facilitada.

Conforme a evolução do mundo for acontecendo, cada vez mais, a natureza se espelhará em “receitas simplificadas”, facilitando seu processo de produção. Ou seja, a simetria será favorecida.

A simetria na natureza, além de mais “prática” para a evolução, aumenta a harmonia e a beleza, já que um objeto simétrico conta com a harmonia das suas proporções como um todo.

Já foi comprovado que os olhos humanos buscam pela simetria, mesmo que na natureza não exista uma simetria “exata”, já que sempre será encontrada uma discrepância.

Padrões Simétricos na Natureza

Na natureza, é possível encontrar mais de um padrão simétrico, aumentando ainda mais a riqueza presente na beleza natural.

A variação entre os tipos de simetria se dá conforme se encontra o eixo do elemento, ou seja, uma referência (uma linha real ou imaginária) que atravessa a imagem. Confira os tipos de padrões:

Simetria Bilateral

Como o próprio nome já diz, a simetria bilateral divide a imagem em duas partes iguais, na prática, você pode enxergar essa simetria no próprio corpo do ser humano, dois olhos, dois ouvidos, dois braços, duas narinas, entre outros exemplos.

Para facilitar, pense na simetria bilateral como imagens que parecem “espelhadas” no plano.

Simetria Radial

Na simetria radial, todos os eixos se encontram como se irradiassem do centro para as extensões da imagem. Geralmente figuras redondas compartilham essa simetria.

De modo exemplificado, pense em uma planta suculenta: se você a girar nos dedos bem rápido, ela dará a ilusão de ser um círculo.

Esse fenômeno acontece porque as suas folhas são praticamente do mesmo tamanho, não possibilitando que seja definido qual lado fica em cima e qual lado fica em baixo.

Simetria Fractal

A simetria fractal está presente em imagens que contam a simetria por escala. Está bem, mas o que isso significa? Não importa quantas partes forem quebradas ou são possíveis de remover da imagem, todos os pedacinhos serão idênticos ao objeto como um todo.

Simetria de Luz e Som

A simetria de luz e som, de modo resumido, se comporta em formato de ondas, impossibilitando que seja vista na dimensão espacial, no palpável, por assim dizer. A simetria de luz e som é sentida por meio de estímulos sonoros e táteis.

A simetria está presente em todas as partes da natureza, reforçando a beleza da matemática em estruturas que não foram criadas pelo ser humano. A natureza possui mais números, equações e fórmulas em seu interior por inteiro do que um livro de matemática.

Para enxergar essa beleza, é preciso manter-se sensível para apreciar essa arte viva. Quer aprender ainda mais sobre ciência e tecnologia? Então siga o Museu WEG no Twitter e no Instagram.

Fonte:

A beleza escondida da matemática – Google Arts &Culture

Porque a evolução favorece a simetria – Revista planeta

Simetria: Lógica na natureza – Superinteressante

O que é simetria? – Stoodi

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.

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. =)