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USANDO SOFTWARE DE EDIÇÃO DE AUDIO NA COMPREENSÃO DA ACÚSTICA: O AUDACITY COMO FERRAMENTA DIDÁTICA

Wanderson Ademir Pereira De Jesus, Luís Paulo Bizerra De Barros, Vailton Afonso Da Silva, Geraldo Magela Cardoso

Evento
Simpósio Nacional de Ensino de Física ↗ (SNEF)
Edição
XXI
Ano
2015
Data
27/01/2015
Linha de pesquisa
Materiais, Métodos E Estratégias De Ensino De Física
Tipo
Pôster

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Texto completo

## 7. ReferŒncias

BORGES, Antônio Tarciso ; RODRIGUES, Bruno Augusto. O ensino da física do som baseado em investigaçıes. ENSAIO - Pesquisa em Educaçªo em CiŒncias Volume 07/Nœmero 2 - dezembro de 2005

CARMO, Rodrigo Salvador Baptista. Ambiente virtual de aprendizagem de ondas e acœstica para auxiliar o processo de ensino e aprendizagem da física no ensino mØdio. Sªo Carlos - SP UFSCar 2013.

CONCEI˙ˆO, M. O.T.et al. Uma proposta de utilizaçªo da acœstica musical no Ensino de Física . Trabalho apresentado no SNEF XVIII em 2009.

DONOSO, JosØ; Pedro, TANNÙS; Alberto GUIMARˆES, Francisco; GUIMRˆES, CorrŒa -' A física do violino'. Revista brasileira de ensino de física (21/07/2008).

GRILLO, Maria Lœcia Netto; et al. O Violªo como Instrumento do Ensino de Física, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2013

LAZZARINI, Victor. Elementos de Acœstica. National University of Ireland, Maynooth, Londrina, 1998.

MEC. PCN + CiŒncias da Natureza e suas Tecnologias - Orientaçıes Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino MØdio . Publicado em 2002.

MONTEIRO JR, Francisco Nairon; CARVALHO, Washington Luiz Pacheco . O ensino de acœstica nos livros didÆticos de física recomendados pelo pnlem: anÆlise das ligaçıes entre a física e o mundo do som e da mœsica. HOLOS, Ano 27, Vol. 1, 2011.

SOUSA, FÆbio Wanderley Janhan. Equalizaçªo de sinais de Æudio. Centro Federal de Educaçªo Tecnológica de Minas Gerais, 2003.

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com ondas mais estreitas. No grÆfico seguinte vemos uma guitarra e um baixo elØtrico, Ø possível visualizar o som grave do baixo com o som agudo da guitarra, e assim diferenciar um instrumento musical baixo (grave) de um Alto (agudo). Como se observa na comparaçªo dos grÆficos do baixo elØtrico com o da guitarra (figura 02):

Figura 02: GrÆficos dBxf baixo e guitarra

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Nesses grÆficos tambØm se observa a nível sonoro desses instrumentos, em seu eixo vertical, podendo ser relacionadas Æs amplitudes, volume e a intensidade das ondas atribuindo como variÆvel a força que se aplica nas cordas.

Quando se capta o som do violªo de aço e se compara o seu grÆfico com o do de nylon, Ø notado que mesmo instrumentos tªo similares possuem grÆficos com certas diferencias. A característica Ø mais evidente nos instrumentos menos similares e se teve a assinatura ou timbre de cada instrumento.

Figura 03: GrÆficos fxdB violªo de aço e nylon

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## 6. Conclusªo

O estudo aponta para uma possível prÆtica alicerçada no uso do software 'audacity' como forma de se visualizar e compreender as propriedades do som, tornando possível relacionar os aspectos sonoros com as características físicas dos instrumentos musicais, explicitando assim uma nova utilidade para uma ferramenta tØcnica que demostra-se viÆvel para fins pedagógicos. Apesar de constar no presente trabalho apenas instrumentos de corda foram analisados tambØm instrumentos percussivos o que pode enriquecer ainda mais a aula. Faz se necessÆrio ressaltar aqui à importância do domínio do professor a cerca do software, como tambØm do conteœdo antes de propor-se a lecionar fazendo uso de tal ferramenta.

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- · Desenvolver e analisar uma nova proposta de ferramenta pedagógica para o ensino de acœstica.

## 4. Metodologia

Este artigo apresenta os resultados de uma prÆtica focada na captura dos sons produzidos por instrumentos musicais para modulaçªo de imagens contextuais em software de ediçªo de Æudio de domínio livre. Faz-se uso do software de domínio livre para ediçªo de Æudio ' Audacity 2.0.5 ' ( http//audacity.sourceforge.net ) disponível para os sistemas operacionais, MAC Linux , e Windows , este programa possibilita fazer a anÆlise da intensidade, frequŒncia, timbre e harmônicos de um som por meio de grÆficos criados a partir da captura do som com um simples microfone ligado a um computador. Nesta pesquisa foi usado um microfone de computador com plug P2, ligado em um notebook com 4gb de RAM e processador dual core de 1,4GHz, mas segundo as especificaçıes do próprio programa, ele rodaria em qualquer computador comercial.

Para evitar a poluiçªo do Æudio, procuramos confeccionar um isolamento a partir de uma caixa grande de papelªo revestida internamente com espuma, um dos lados da caixa ficou aberto e o microfone alojado no funda da caixa. O cabo do microfone passa por um pequeno furo no fundo da caixa

Os instrumentos usados na pesquisa foram:

- · Violªo de Nylon
- · Violªo de aço
- · Guitarra ElØtrica
- · Baixo

## 5. Resultados Obtidos

Com todo o equipamento montado passou-se a desenvolver a prÆtica com o ato de tocar os instrumentos com a suas caixas acœsticas e ou caixas amplificadas voltadas para a abertura da caixa de papelªo contendo o microfone dentro. Ao tocar o violªo de nylon obteve se o grÆfico a seguir (figura 01):

Figura 01: GrÆfico fxdB violªo de nylon

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As cordas de nylon do violªo foram tocadas de cima para baixo, ou seja, da corda de maior espessura para a de menor espessura, dessa forma obteve se um som mais grave de início, representado no grÆfico pelas as ondas mais compridas, e à medida que o dedo migrava para a corda abaixo, o som tendia a ficar mais agudo,

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Uma forma natural de demonstra a relaçªo intrínseca mœsica-física seria ressaltar a parte artística da ciŒncia e a cientifica da arte, onde GRILLO et al (2013 p 2) diz: 'A Arte tem muito do pensamento científico, que necessita desesperadamente ser pelo menos um pouco artístico, no sentido da invençªo: a busca da descoberta, a novidade procurada a todo custo e nªo ser apenas uma repetiçªo tola. E isso ocorre tanto na ciŒncia quanto na arte.' E para nªo cair nessa repetiçªo a qual os autores nos falam, Ø que se deve dar o incentivo para o desemvolvimento da criatividade, Ø de autoria dos próprios jÆ citados, a fala de que a novidade, a busca de um caminho diverso, inusitado, ou aquele pouco visitado, define a excelŒncia do genial: 'Um gŒnio só precisa de uma ideia, o resto Ø desenvolvimento como num texto.' Apud (2013 p 4).

A própria construçªo dos instrumentos musicais Ø recorrente tanto de uma criatividade artística como de um conhecimento no mínimo prÆtico da física, o que nªo se ver incentivado academicamente. Segundo os autores:

'A construçªo de instrumentos musicais Ø Física pura, porØm nªo hÆ em nenhuma Universidade as disciplinas: Apreciaçªo Musical, Percepçªo, Luthieria, e outras, constando dos currículos de Física, MatemÆtica, Psicologia e outras Æreas mais. Nem mesmo a disciplina de Acœstica tem sido incluída ultimamente nos currículos de Física. (Apud. 2013 p 2)'.

Os instrumentos possuem similaridades com outros corpos, uma corda de violªo, por exemplo, contem propriedades similares a uma taça ou qualquer outro corpo, ambos produzem vibraçıes em uma determinada frequŒncia que por sua vez produz som de certa tonalidade que nªo altera com a variaçªo da intensidade do movimento, Tais aspectos os tornam uma incrível ferramenta de ensino como afirma (DONOSO et al 2008, p 1).

A Física dos instrumentos musicais Ø uma Ærea de estudos fascinante e de grande potencial pedagógico pelas aplicaçıes prÆticas das oscilaçıes &amp; ondas, e do fenômeno de ressonância. Embora a maioria dos textos de física bÆsica discuta as propriedades e a propagaçªo das ondas sonoras, a produçªo dos sons nos instrumentos musicais nªo Ø abordada em profundidade. (DONOSO et al 2008, p 1)

Muitos fatores influem na produçªo do tom musical como comprimento da corda de determinado instrumento suas dimensıes seu formato e certamente a tØcnica e habilidade do mœsico ao executar uma cançªo. Desta forma Ø perfeitamente cabível e aplicÆvel que se ensine acœstica na exploraçªo dos aspectos sonoros de certos materiais como nos afirma Donoso.

Um instrumento ilustra bem a riqueza da física que se encontra na acœstica musical [...]. Seu estudo envolve um considerÆvel conhecimento de física bÆsica. (DONOSO et al 2008, p 1).

## 3. Objetivos

- · Visualizar as propriedades do som a partir de modelos grÆficos no software de ediçªo de Æudio Audacity.
- · Compreender e identificar as propriedades das ondas sonoras: frequŒncia, timbre, intensidade sonora e harmônica.

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(MONTEIRO; CARVALHO 2011) analisaram os conteœdos de acœstica, presentes nos livros didÆticos de física recomendados pelo Programa Nacional do Livro DidÆtico para o Ensino MØdio (PNLEM), eles utilizaram os mesmos critØrios da ficha de avaliaçªo utilizada pelos especialistas na anÆlise dos livros, e constataram que tais textos pouco evoluíram em comparaçªo com as apresentaçıes textuais analisadas em 1998, ainda que tenham identificado à inclusªo de alguns aspectos da cultura do som e da mœsica, permanecem diversas distorçıes conceituais e históricas.

(BORGES; RODRIGUES 2005) examinaram as experiŒncias de aprendizagem de um grupo de alunos do 1' e do 2' ano do ensino mØdio em um curso curto sobre a Física do Som num ambiente de aprendizagem rico em representaçıes e centrado em computador. Os discentes estudaram o texto do curso em seu próprio ritmo. Ao longo do estudo os grupos resolviam exercícios de fixaçªo e respondiam as questıes abertas que desafiavam os grupos a planejarem atividades de investigaçªo para resolver problemas conceituais. Os resultados indicaram melhoria no desempenho no pós-teste comparado com o prØ-teste e na compreensªo dos tópicos abordados no curso.

(CARMO, 2013) Descreveu o desenvolvimento de um AVA (Ambiente Virtual Aprendizagem), onde a mœsica era objeto de ligaçªo do aluno ao estudo das ondas sonoras. Usando novas ferramentas educacionais como vídeos, animaçıes e simulaçıes, ele produziu o ambiente de estudo virtual, onde os alunos do ensino mØdio estudaram as ondas sonoras de maneira autônoma e interativa, desta forma as ferramentas e mØtodos foram utilizados como facilitadores do processo ensino/aprendizagem.

As duas experiŒncias mostram que enquanto firmar a mesmice significa nªo andar em consonância com a evoluçªo do contexto social e legitimar tabus e conceitos errôneos, fazer se uso dos avanços tecnológicos aproximando se do cotidiano e gosto do aluno, resultam em melhorias significativas que podem legitimar o conhecimento.

Diante a proposta de contextualizaçªo, temos o som como objeto de estudo em suas projeçıes nas artes, quando se fala em mœsica, na física quando se estuda suas propriedades em acœstica, e no cotidiano do estudante quando se busca a presença desta em suas vidas. Com isso nªo temos a intençªo de tentar provar aqui a obviedade do gosto que o aluno tem pela mœsica, perguntar a qualquer pessoa se ela gosta de mœsica, sejam quais forem os seus estilos musicais prediletos, seria como perguntar se esta gosta de respirar. Mas buscaremos dizer que entre os sons que o ouvido humano pode ouvir (que estªo dentro da escala de frequŒncia audível ao ser humano, 20 Hz a 20 kHz), a mœsica Ø a que melhor pode ser estudada como exemplo na acœstica, pela a peculiaridade de ter sido historicamente estruturada segundo as suas características sonoras. É o que vemos em Sousa:

'[...] A diferença entre os sons musicais e outros quaisquer Ø que nos instrumentos musicais utilizamos apenas algumas dentre as inœmeras frequŒncias possíveis, que foram estabelecidas por convençªo, constituindo-se nas notas musicais. [...] (SOUZA 2003, p 18)'.

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## 1.3 Intensidade

A intensidade de uma onda sonora pode ser mais bem entendida se usamos como exemplo a explosªo de fogos de artifício. Normalmente, quando estamos próximos do local da explosªo, dizemos que o som Ø forte e, quando estamos afastados, dizemos que o som Ø fraco. Som forte ou fraco, em outras palavras, expressa a maior ou menor intensidade do som.

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A intensidade de uma onda sonora estÆ relacionada com a potŒncia transportada por unidade de Ærea. Quanto maior a potŒncia em unidade de Ærea maior Ø intensidade do som. A intensidade sonora estÆ diretamente relacionada à amplitude de uma onda, e sua unidade de medida Ø Wats /metro†.

Uma grande curiosidade Æ ser notada a respeito da audiçªo humana, Ø que esta nªo Ø linearmente perceptível ao som, funcionado de forma logarítmica. O que por comodidade faz com que se adote uma nova unidade de medida, o nível sonoro.

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SIL = Nível de intensidade sonora = O fluxo de potŒncia sonora real (W/m†, Watts por metro

I quadrado).

Iref = O fluxo de potŒncia sonora de referŒncia ( ).

## 1.4 Timbre

O timbre de um som depende da forma da onda sonora resultante, ou seja, dos harmônicos que sªo somados a frequŒncia fundamental. Esta característica nos permite distinguir dois sons de mesma altura e mesma intensidade, emitidos por fontes sonoras diferentes. Por exemplo, a mesma nota musical, emitida por um cavaquinho e por um piano, Ø facilmente identificada pelo ouvido devido à diferença de timbre. (LAZZARINI, 1998, p. 31).

Assim como as outras funçıes periódicas, a onda pode ser representada em associaçªo a um som musical, como uma sobreposiçªo de ondas. E o que Ø chamado de serie de Fourier, esta Ø formada pelo tom fundamental da frequŒncia f 1, associada aos tons harmônicos de frequŒncias mœltiplas da frequŒncia fundamental ( f n = n·f1 ), onde tanto a amplitude de onda quanto fase sªo distintas (CARMO 2013, p.67).

## 2. Referencial Teórico

Explicar o conteœdo de acœstica assim como outros conteœdos da física, pode significar um desafio atØ para o mais experiente dos professores, isso porque conteœdos deste tipo exigem um nível de abstraçªo tªo singular que às vezes o próprio locutor se enrola na tentativa de explicitar certos conceitos. A dificuldade poderia ser sanada se os livros didÆticos aproximassem se mais da realidade do aluno, ideias sªo mais aceitas quando se exemplifica com as experiŒncias vividas pelo individuo.

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20 a 25 de janeiro de 2015

poder explorar vÆrios conceitos importantes da Física atravØs do estudo da mœsica'. O próprio PCN incentiva a contextualizaçªo da Física com a cultura contemporânea:

- ' Compreender a Física como parte integrante da cultura contemporânea, identificando sua presença em diferentes âmbitos e setores, como, por exemplo, nas manifestaçıes artísticas ou literÆrias, em peças de teatro, letras de mœsicas e etc. Estando atento à contribuiçªo da ciŒncia para a cultura humana' (MEC, 2002, p.87)'.

Entretanto consolidar as duas Æreas, nªo Ø uma tarefa banal, exige o desenvolvimento de meios e a utilizaçªo de mØtodos que nem sempre estªo disponíveis, alØm da possibilidade de se esbarrar em obstÆculos que acabam inviabilizando o trabalho, dentre as possíveis dificuldades os autores a seguir relatam:

- '... relacionar mœsica e física nªo Ø uma tarefa simples, pois exige interdisciplinaridade na forma de abordagem e conhecimentos de ambas as Æreas. O problema Ø agravado pela formaçªo dos professores de física e de mœsica. Os que conhecem a parte física do som normalmente nªo possuem vivŒncia musical e aqueles que dominam saberes musicais normalmente nªo conhecem os conceitos físicos do som. (BORGES; RODRIGUES 2005, p 2)'.

Salvo as consideraçıes acima, o presente trabalho busca nªo apenas a utilizaçªo da relaçªo 'física-mœsica' como fator de aproximaçªo do conteœdo de acœstica ao gosto do educando, mas tambØm viabilizar a ideia da construçªo de uma ferramenta pedagógica acessível ao educador.

## 1.1 Conceituado a Acœstica

A acœstica compreende na Física tudo o que se refere aos sons, isso vai desde as ondas sonoras atØ Efeito Doppler, mas nos limitaremos aqui a falar apenas das características bÆsicas do som, o que envolve altura, intensidade e timbre, alØm de discutir, parcialmente, sobre os harmônicos. Conceitos que fizeram parte desta pesquisa.

Para tanto, Ø necessÆrio destacarmos como parâmetro a sensibilidade auditiva humana, pois antes de qualquer instrumento tecnológico, Ø com esta que vivenciamos e compreendemos as características sonoras no mundo.

## 1.2 Altura

A altura estÆ relacionada com a frequŒncia de uma onda sonora e recebe a qualidade de um som grave ou agudo. Analisando, por exemplo, a voz de um homem Ø considera grave e a de uma mulher Ø considerada aguda.

- · Quanto maior a frequŒncia, mais agudo e mais alto Ø o som;
- · Quanto menor a frequŒncia, mais grave e mais baixo Ø o som.

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## USANDO SOFTWARE DE EDI˙ˆO DE AUDIO NA COMPREENSˆO DA ACÚSTICA: O AUDACITY COMO FERRAMENTA DID'TICA

## Wanderson Ademir Pereira de Jesus 1 Luís Paulo Bizerra de barros , Vailton 2 Afonso da Silva , Geraldo Magela Cardoso . 3 4

- 1 Instituto Federal de CiŒncias, e Educaçªo Tecnologias, nezaoguitarra@gmail.com
- 2 Instituto Federal de CiŒncias, e Educaçªo Tecnologias, luispaulobbarros@gmail.com
- 3 Instituto Federal de CiŒncias, e Educaçªo Tecnologias, vailton.silva@ifnmg.edu.br
- 4 Instituto Federal de CiŒncias, e Educaçªo Tecnologias, geraldo.cardoso@ifnmg.edu.br

## Resumo

A acœstica Ø um ramo da Física que estuda o som, normalmente, lecionada no segundo ano da educaçªo bÆsica. Este conteœdo tem sido tratado meramente como um simples tópico dentro do conteœdo de ondas sonoras. Devido à dificuldade que se tem em compreender seus conceitos, ministrar o conteœdo em sala de aula torna-se um grande desafio atØ para o mais experiente dos professores. A proposta aqui apresentada busca desenvolver uma ferramenta pedagógica para auxiliar o professor de Física no ensino de acœstica, levando o seu aluno a compreender e identificar em grÆficos de um software de ediçªo de Æudio propriedades como frequŒncia, timbre, intensidade sonoras e harmônicos. Destacar as semelhanças entre, mœsica e acœstica pode despertar o interesse do aluno pela Física. Entretanto, consolidar esses conhecimentos nªo Ø uma tarefa fÆcil, exige o desenvolvimento de tØcnicas e a utilizaçªo de mØtodos que nem sempre estªo disponíveis. Este artigo apresenta os resultados de uma prÆtica focada na captura dos sons produzidos por instrumentos musicais para modulaçªo de imagens contextuais em software de ediçªo de Æudio de domínio livre. O software utilizado foi o 'Audacity 2.0.5' disponível para os sistemas operacionais, Linux, Windows e MAC. Este programa possibilita fazer a anÆlise da intensidade, frequŒncia, timbre e harmônicos de um som por meio de grÆficos criados a partir da captura do Æudio com um simples microfone ligado a um computador. Nesta pesquisa foi usado um microfone de computador com plug P2, ligado em um notebook com 4gb de RAM e processador dual core de 1,4GHz. A pesquisa aponta ser possível o uso do software 'Audacity' como mais um recurso pedagógico para se estudar as propriedades do som, tendo a sua eficÆcia dependente mais do processo que das propriedades do instrumento.

Palavras-chave : (Mœsica; Acœstica; Ensino de Física)

## 1. Introduçªo

A acœstica Ø um conteœdo da Física, normalmente, lecionada no segundo ano do ensino mØdio, tem como objeto de estudo as características do som como: frequŒncia, intensidade sonora, timbre entre outros. Tais aspectos tambØm sªo vistos no âmbito musical, entretanto, quando se refere ao ensino, pode se dizer que o educando se sente mais atraído pela mœsica do que pelo ensino propedŒutico da acœstica. Logo, enfatizar essa proximidade aos alunos, pode significar uma transposiçªo do gosto musical para os conteœdos da acœstica. Diversos autores tem destacado essa relaçªo intrínseca entre mœsica e Física, como pode ser visto em (CONCEI˙ˆO et al 2009), 'a relaçªo Física-Mœsica Ø bastante rica no sentido de

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20 a 25 de janeiro de 2015

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