The physics of playing guitar - Oscar Fernando Perez

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

Hendrix, Cobain and Page.

Hendrix, Cobain e Page.

They can all shred,

Todos eles tocam espantosamente,

but how exactly do the iconic contraptions in their hands

Mas como é que estes instrumentos, nas mãos deles,

produce notes, rhythm, melody and music.

produzem notas, ritmos, melodia e música?

When you pluck a guitar string, you create a vibration called a standing wave.

Quando dedilhamos a corda duma guitarra,

criamos uma vibração chamada onda estacionária.

Some points on the string, called nodes, don't move at all,

Alguns pontos da corda, chamados nós, não vibram,

while other points, anti-nodes, oscillate back and forth.

enquanto outros pontos, antinós, oscilam entre dois extremos.

The vibration translates through the neck and bridge to the guitar's body,

A vibração passa pelo braço e pelo cavalete para o corpo da guitarra,

where the thin and flexible wood vibrates,

onde a delgada madeira flexível vibra,

jostling the surrounding air molecules together and apart.

comprimindo e libertando as moléculas de ar circundantes.

These sequential compressions create sound waves,

Esta sequência de compressões cria ondas sonoras

and the ones inside the guitar mostly escape through the hole.

e as que estão dentro da guitarra geralmente escapam-se pela abertura.

They eventually propagate to your ear,

Acabam por atingir os nossos ouvidos

which translates them into electrical impulses

que as traduzem em impulsos elétricos

that your brain interprets as sound.

e que o cérebro interpreta como sons.

The pitch of that sound depends on the frequency of the compressions.

O tom desse som depende da frequência das compressões.

A quickly vibrating string will cause a lot of compressions close together,

Uma corda a vibrar rapidamente criará muitas compressões aproximadas,

making a high-pitched sound,

provocando um som agudo

and a slow vibration produces a low-pitched sound.

e uma vibração lenta criará um som grave.

Four things affect the frequency of a vibrating string:

Quatro coisas influenciam a frequência da corda que vibra:

the length, the tension, the density and the thickness.

o comprimento, a tensão, a densidade e a espessura.

Typical guitar strings are all the same length,

As cordas da guitarra clássica têm todas o mesmo comprimento

and have similar tension, but vary in thickness and density.

e têm uma tensão semelhante, mas variam de espessura e densidade.

Thicker strings vibrate more slowly, producing lower notes.

As mais espessas vibram mais lentamente, produzindo notas mais graves.

Each time you pluck a string,

Sempre que dedilhamos uma corda,

you actually create several standing waves.

criamos várias ondas estacionárias.

There's the first fundamental wave, which determines the pitch of the note,

A primeira onda fundamental, que define a altura da nota,

but there are also waves called overtones,

mas também há as ondas chamadas harmónicas,

whose frequencies are multiples of the first one.

cujas frequências são múltiplos da frequência da onda fundamental.

All these standing waves combine to form a complex wave with a rich sound.

Estas ondas estacionárias combinam-se

para formar uma onda complexa com um som rico.

Changing the way you pluck the string affects which overtones you get.

Alterar a forma de dedilhar a corda influencia as harmónicas geradas.

If you pluck it near the middle,

Se a dedilharmos junto do centro,

you get mainly the fundamental and the odd multiple overtones,

obtemos principalmente a fundamental e as múltiplas harmónicas ímpares

que têm os antinós no centro da corda.

which have anti-nodes in the middle of the string.

Se a dedilharmos próximo do cavalete,

If you pluck it near the bridge, you get mainly even multiple overtones

obtemos sobretudo múltiplas harmónicas pares

and a twangier sound.

e um som mais grave.

The familiar Western scale is based on the overtone series of a vibrating string.

A escala ocidental baseia-se na série de harmónicas duma corda que vibra.

When we hear one note played with another that has exactly twice its frequency,

Quando ouvimos uma nota tocada

em conjunto com a que tem o dobro da sua frequência,

its first overtone,

a sua primeira harmónica,

they sound so harmonious that we assign them the same letter,

isso soa tão harmoniosamente que lhes atribuímos o mesmo nome de nota

and define the difference between them as an octave.

e definimos a diferença entre elas como uma oitava.

The rest of the scale is squeezed into that octave

O resto da escala está comprimido nesta oitava

repartido por doze meios tons

divided into twelve half steps

whose frequency is each 2^(1/12) higher than the one before.

cuja frequência é 2^(1/12) mais alta que o precedente.

That factor determines the fret spacing.

Este fator define o intervalo entre um traste e o seguinte.

Each fret divides the string's remaining length by 2^(1/12),

Cada traste divide por 2^(1/12) o comprimento restante da corda,

making the frequencies increase by half steps.

aumentando assim as frequências de meio tom.

Fretless instruments, like violins,

Os instrumentos sem trastes, como os violinos,

make it easier to produce the infinite frequencies between each note,

permitem criar mais facilmente as frequências infinitas entre duas notas

but add to the challenge of playing intune.

mas aumenta a dificuldade de tocar afinadamente.

The number of strings and their tuning

O número de cordas e as suas características

are custom tailored to the chords we like to play

são adaptadas aos acordes que queremos tocar

and the physiology of our hands.

e à fisiologia das nossas mãos.

Guitar shapes and materials can also vary,

A forma e os materiais das guitarras também podem variar

and both change the nature and sound of the vibrations.

e mudam a natureza e os sons produzidos pelas vibrações.

Playing two or more strings at the same time

Tocar duas ou mais cordas ao mesmo tempo

allows you to create new wave patterns like chords and other sound effects.

permite-nos criar novas formas de ondas como acordes e outros efeitos.

For example, when you play two notes whose frequencies are close together,

Por exemplo, quando tocamos duas notas cujas frequências são próximas,

they add together to create a sound wave whose amplitude rises and falls,

elas unem-se e criam uma onda sonora cuja amplitude cresce e cai,

producing a throbbing effect, which guitarists call the beats.

produzindo um efeito de pulsação a que os guitarristas chamam "batidas".

And electric guitars give you even more to play with.

Ainda podemos fazer mais com as guitarras elétricas.

The vibrations still start in the strings,

As vibrações partem das cordas,

but then they're translated into electrical signals by pickups

mas são traduzidas em sinais elétricos por captadores de som

and transmitted to speakers that create the sound waves.

e transmitidas aos altifalantes que criam as ondas sonoras.

Between the pickups and speakers,

Entre os captadores e os altifalantes,

it's possible to process the wave in various ways,

é possível tratar a onda de várias maneiras,

to create effects like distortion, overdrive, wah-wah, delay and flanger.

para criar efeitos como a distorção, o "overdrive, wah wah, delay e flanger".

And lest you think that the physics of music is only useful for entertainment,

E, se pensam que a física da música

só serve para nos divertirmos,

consider this.

tenham isto em consideração:

Some physicists think that everything in the universe

certos cientistas pensam que tudo no universo

is created by the harmonic series of very tiny, very tense strings.

é criado pelas séries harmónicas de cordas minúsculas, muito tensas.

So might our entire reality

Assim, talvez que a nossa realidade

be the extended solo of some cosmic Jimi Hendrix?

seja apenas um solo interminável de um Jimi Hendrix cósmico?

Clearly, there's a lot more to strings than meets the ear.

Nitidamente, há muito mais coisas por detrás das cordas

do que o som captado pelos nossos ouvidos.