Experimentos Físicos Multissensoriais de Baixo Custo: o estudo de ondas sonoras através de exercícios vocais.

## EXPERIMENTOS FÍSICOS MULTISSENSORIAIS DE BAIXO CUSTO: O ESTUDO DE ONDAS SONORAS ATRAVÉS DE EXERCÍCIOS VOCAIS

Abraão M. Campos 1 , Cleidilane S. Costa 1 , Maria do S. L da Silva 2

1 Universidade Federal do Pará, Campus de Abaetetuba, Rua Manoel de Abreu s/n, 68440-000, Abaetetuba, PA

2 Complexo Educacional e Terapeutico Casa Bem-Te-Vi, vinculado à Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais (APAE) de Abaetetuba.

1 Universidade Federal do Pará/FACET/abraaocampos61@gmail.com

2 Universidade Federal do Pará/FACET / cleidilane@ufpa.br

A inclusão no processo educacional é de grande importância. Com isso, este projeto visa o trabalho com experimentos físicos de baixo custo em específico para trabalhar com a inclusão através de métodos multissensoriais e através do estudo das ondas sonoras. No processo metodológico para a elaboração do experimento, utilizamos materiais de baixo custo e que se tornam acessíveis para qualquer instituição, no decorrer deste trabalho apresentaremos cada detalhe do equipamento a ser utilizado nessa pesquisa de ensino. É importante destacar a parceria com professores e alunos da instituição Complexo Educacional e Terapêutico Casa Bem-Te-Vi, vinculado à Associação de Pais e Amigos dos Excepcionais (APAE) de Abaetetuba, e contamos com a participação de profissionais da área da fonoaudiologia que foram fundamentais para a contribuição do estudo.

Palavras - chave: experimentos multissensoriais, inclusão, educação.

Inclusion in the educational process is of great importance. Therefore, this project aims to work with low-cost physical experiments specifically to work with inclusion through multisensory methods and through the study of sound waves. In the methodological process for preparing the experiment, we used low-cost materials that are accessible to any institution. During this work we will present every detail of the equipment to be used in this teaching research. It is important to highlight the partnership with teachers and students of the institution Casa Bem-Te-Vi Educational and Therapeutic Complex, linked to the Association of Parents and Friends of the Exceptional (APAE) of Abaetetuba, and we have the participation of professionals in the field of speech therapy who were fundamental to the contribution of the study.

## 1. INTRODUÇÃO

A inclusão no processo educacional é um desafio que precisa ser resolvido para que as escolas possam oferecer um ambiente de ensino verdadeiramente inclusivo. No caso do ensino das ondas sonoras na disciplina física, essa situação é ainda mais preocupante, pois é fundamental que os professores tomem iniciativas para se capacitar e, assim, contribuir com o ensino por meio de experimentos e outros recursos que abordam essa questão. A partir dessa questão (ondas sonoras) situa se o assunto das cordas vocais que são fundamentais para se trabalhar com métodos multissensoriais em sala de aula. A linguagem humana está baseada no ato de emitir som, a fala é uma das formas das pessoas se expressarem, onde podem manifestar suas emoções e sentimentos através do conhecimento que possuem do mundo em geral. Diante disso, decidimos trazer experimentos que nos possibilitem trabalhar e estimular os exercícios vocais de alunos da instituição, ao utilizar a Física como base desses estímulos toda essa experiência possui um significado e com toda certeza será de grande ajuda para o desenvolvimento dos estudantes [1].

O Sistema Educacional de Inclusão, é fundamental para contribuir em relação à educação e desenvolvimento de alunos com deficiência para garantir que possam ter acesso, participação e voz ativa no processo educacional independentemente de suas necessidades [2]. Ao analisarmos a literatura em busca de trabalhos publicados voltados ao estudo das ondas sonoras e à educação inclusiva, destacamos um em particular, cujo objetivo é trabalhar com dois experimentos - um mecânico e outro eletrônico - com alunos surdos, visando ensinar conceitos sobre ondas sonoras. Esse trabalho se diferencia por utilizar tecnologias assistivas, ou seja, um experimento mecânico e outro eletrônico, o que o distingue deste artigo, que foca em experimentos de baixo custo e métodos mais convencionais. [3]. Dessa maneira, o artigo nos possibilita estudar os conceitos de ondas sonoras ao discutir os fenômenos relacionados ao experimento desenvolvido, ao da ênfase para a prática do exercício das cordas vocais e mostrar como o projeto pode contribuir para técnicas multissensoriais voltadas para o avanço cognitivo e psicomotor de cada aluno. Durante a aplicação do projeto, contamos com a participação de alunos e professores da instituição, ao demonstrar como funciona e qual a importância para o ensino inclusivo, ao analisar dados sobre o que são ondas sonoras e sua ligação com o projeto em um aparato geral. Assim, podemos trabalhar com alunos da rede regular e da educação especial de ensino conteúdos que envolvem a Física e sua importância para o desenvolvimento intelectual e social, por meio de experimentos que nos permitam atuar em ambas as redes de ensino, utilizando métodos simples e recursos acessíveis para educadores e escolas.

## 2. METODOLOGIA

## 2.1 Materiais e montagem do experimento

Os materiais necessários para a montagem do experimento são: uma lata de alumínio, um pedaço de cano de PVC, um pedaço de CD, uma caneta laser, balões e fita adesiva. Para a montagem, colocamos o balão na lata, fixando-o com a fita e posicionamos o pedaço de CD no centro do balão. Em seguida, com o auxílio do cano de PVC, fixamos a caneta laser no cano em um ângulo de 45°, de modo a direcionar o feixe de luz sobre o CD conforme visualizamos na Figura 1. Ao emitirmos som na extremidade aberta da lata, as ondas sonoras, ao se propagarem pelo ar, provocam vibrações no pedaço de CD acoplado ao balão. Quando essa superfície for atingida

pela luz do laser, diferentes padrões serão refletidos em um anteparo. Nas Figuras 2(a) e 2(b), observamos os padrões gerados por sons graves, enquanto nas Figuras 2(c) e 2(d), vemos os padrões gerados por sons agudos. É importante lembrar que um som agudo é produzido por ondas sonoras de alta frequência, ou seja, um maior número de vibrações por segundo (medido em hertz, Hz). Sons agudos possuem um tom mais elevado, como o canto de um pássaro ou o som de um violino em notas altas. Já o som grave é produzido por ondas sonoras de baixa frequência, com um menor número de vibrações por segundo. Sons graves têm um tom mais baixo e profundo, como o som de um tambor ou o ronco de um motor. Portanto, a qualidade da imagem visualizada no anteparo dependerá do tom da voz. Para explicar o que significa as imagens formadas nas figuras 2(a), 2(b), 2(c) e 2(d) para alunos surdos, é necessário analisar o comportamento dos músculos faciais. Então, para o som grave, o aluno perceberá que sua mandíbula e maxila se movem com maior facilidade, já para o som agudo, com menor facilidade, além das imagens ajudarem nessa visualização [4].

Figura 1. Equipamento montado.Fonte: autoria própria

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Figura 2. (a) e (b) Entonação mais grave. (c) e (d) Entonação agudaFonte: autoria própria

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## 2.2 Metodologia de execução com os professores e alunos

Para a explicação do trabalho utilizamos apresentação em slide, destacando a importância da física para se trabalhar com métodos multissensoriais, explicando os conceitos físicos sobre ondas sonoras. Após a explicação sobre o conteúdo, pedimos a participação de alunos e professores para responder às perguntas destacadas abaixo. É importante mencionar que nessa aplicação do trabalho não havia alunos surdos na sala onde o projeto foi aplicado. Essa aplicação foi na sala CEPTER (Centro de Educação Profissional Trabalho Emprego e Renda), baseado na participação dos alunos e professores destacamos que a realização do projeto teve o sucesso esperado, onde destacamos abaixo. A atividade iniciou com as seguintes perguntas

- 1- Por que minha voz é diferente do meu colega?
- 2- O que significa uma voz aguda?
- 3- O que significa uma voz grave?

Depois, foi explicado que iríamos trabalhar um ramo da Física em específico, no caso, as ondas sonoras. É importante abordar os fenômenos que englobam essa área do estudo físico. Ondas sonoras são ondas longitudinais que também podem ser chamadas de ondas mecânicas, que possuem uma frequência de 20HZ a 20.000HZ, desse modo, o som é o que nós sentimos. Em relação à altura desse som é importante mencionar que depende da frequência, ou seja, quanto maior é a frequência mais agudo é o som, para frequência menor o som se torna mais grave [5]. Então, o som precisa de um meio para se propagar, ou seja, não se propaga no vácuo e isso acontece pelo fato de não haver moléculas nesse meio, outra característica é que as ondas sonoras são longitudinais, isso quer dizer que a propagação é paralela à

vibração e é tridimensional, no caso, se propaga para todas as direções e sentidos onde é produzido [6].

Para explicar sobre frequência, intensidade e timbre, destacamos que a frequência (f) é o número de oscilações por segundo e sua unidade é o hertz, como mencionado acima. É perceptível ao ouvido humano com uma frequência de 20Hz a 20.000Hz. Uma medida abaixo de 20Hz é chamada de infrassom, ou seja, se torna audível somente para algumas espécies de animais como, por exemplo: gatos e cachorros, outra característica é o ultrassom, no caso, possui uma frequência acima de 20.000Hz e não é perceptível ao ouvido humano, mas, alguns animais conseguem, como os morcegos e golfinhos. Quando a onda sonora se propaga em um determinado intervalo de tempo, chamamos λ de comprimento de onda e C a velocidade com que esse som se propaga, escrevendo a equação, temos: [7].

<!-- formula-not-decoded -->

onde λ = comprimento de onda, C=340m/s, f = frequência (hertz).

Intensidade sonora está relacionada com o nível sonoro, é medida em decibéis (dB) pela razão do som/ruído da medida em relação a um referencial, ao seguir uma percepção e sensibilidade que faz parte de uma escala logarítmica [8].

Ao falarmos de timbre, é interessante destacar que cada instrumento possui uma espécie de impressão digital sonora, com características matemáticas que são muito precisas. Mas, o que nos possibilita perceber a diferença de um instrumento para outro são as amplitudes e durações de todos os harmônicos que se fazem presentes no som, ou ainda, as imperfeições das ondas sonoras e tudo isso é chamado de timbre [9].

Um som é considerado como grave quando a sua frequência é baixa, no caso, um som com uma nota musical próxima a 20Hz é chamado de grave. Já para um som agudo, sua frequência se torna alta, ou seja, quanto mais próximo esse som chegar a 20.000Hz será agudo. Para sons com frequência menores que 20Hz e maiores que 0Hz o denominamos de infrassons e quando maiores que 20.000Hz são os chamados ultrassons, como já mencionado acima [10].

Ao término da apresentação e aplicação do projeto, convidando os alunos da instituição a participarem cantando ou conversando utilizando a lata, em seguida fizemos as perguntas necessárias para analisar os dados necessários do projeto.

## 3. RESULTADOS

O gráfico abaixo em formato pictograma mostra os índices de acertos e erros relacionados a três perguntas que envolvem a física do experimento deste projeto (cor azul para acerto e cor vermelha para erro). As seguintes perguntas foram: 1 - Por que minha voz é diferente do meu colega? 2- O que significa uma voz aguda? 3- O que significa uma voz grave? A figura 1, mostra que três pessoas acertaram, logo após as respostas pude explicar o fato da diferença entre a voz de cada pessoa, que está relacionada com as cordas vocais. A pergunta dois mostra que 4 pessoas acertaram com a explicação do significado de voz aguda e sua relação com a alta frequência. Por fim a pergunta três, mostra que também 4 pessoas acertaram, em seguida, expliquei o que significa uma voz grave e sua relação com baixa frequência. Então, destacamos que o método que utilizamos para analisar os dados sobre as perguntas nos mostra que o ensino inclusivo de física tem tudo para se desenvolver com

sucesso, o nosso principal objetivo era trabalhar os exercícios vocais junto com a física e desenvolver a curiosidade pela ciência e mostrar que a educação inclusiva tem um papel fundamental para o desenvolvimento social. Ao continuarmos a pesquisa, podemos fazer com que esse índice de acerto em relação ao conteúdo de física atrelado aos métodos multissensoriais cresça e se torne cada vez mais presente nas pesquisas e nas instituições de ensino.

Gráfico 1: análise das perguntas.

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## 3. CONSIDERAÇÕES FINAIS

No respectivo trabalho, tivemos a oportunidade de pesquisar e conhecer o ponto de vista de vários pesquisadores sobre a educação, seu processo de transformação para a sociedade e a importância de tornar esse ambiente totalmente inclusivo ou não desistir de chegar a esse objetivo, foi possível observar a importância de se trabalhar o ensino da Física baseada na realização de experimentos voltado ao conhecimento dos variados princípios físicos, no caso específico do trabalho, conhecer a importância das ondas sonoras para a sociedade e tecnologia, através do experimento. Portanto, esperamos alcançar os resultados desejados principalmente em relação aos estudantes da rede pública da educação especial, pois teremos a oportunidade de estimular a prática dos exercícios vocais através de experimentações simples, mas que possuem uma importância fundamental para o desenvolvimento cognitivo e intelectual dos alunos.

## 4. REFERÊNCIAS

[1] DE SOUZA MELLO, Edmée Brandi. Comunicação humana: importância da voz na comunicação. Curriculum, v. 11, n. 3, p. 39-47, 1972.

[2] MICHELS, Maria Helena; GARCIA, Rosalba Maria Cardoso. Sistema educacional inclusivo: conceito e implicações na política educacional brasileira. Cadernos Cedes, v. 34, n. 93, p. 157-173, 2014.

[3] VIVAS, Deise Benn Pereira; TEIXEIRA, Elder Sales; CRUZ, Juan Alberto Leyva. Ensino de Física para surdos: um experimento mecânico e um eletrônico para o ensino de ondas sonoras. Caderno Brasileiro de Ensino de física, v. 34, n. 1, p. 197215, 2017.

[4] MELLO, Enio Lopes; ANDRADA E SILVA, Marta Assumpção de. O corpo do cantor: alongar, relaxar ou aquecer?. Revista CEFAC , v. 10, p. 548-556, 2008.

[5] BUBLITZ FILHO, Edgar et al. ONDAS SONORAS. Fórum de Integração Ensino, Pesquisa, Extensão e Inovação Tecnológica do IFRR-e-ISSN 2447-1208, v. 6, n. 1, 2019.

[6] CAVALCANTE, Marisa Almeida; RODRIGUES, Carlos Eduardo Monteiro; PONTES, Liliane Alves. Novas tecnologias no estudo de ondas sonoras. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 30, n. 3, p. 579-613, 2013.

[7] DE SANTA CATARINA, TECNOLOGIA; DADAM, ALLAN PEDRO. ANALISADOR DE FREQUÊNCIA E ESPECTRO SONORO PARA ALINHAMENTO DE SISTEMAS DE ÁUDIO.

[8] VERNIER, Andrea Magale Berro; DUTRA, Carlos Maximiliano; DOS SANTOS SILVA, Émerson Juliano. Estudo da percepção da intensidade sonora no ensino de ciências. Revista Signos, v. 41, n. 1, 2020.

[9] SHIMODA, Lucas Takeo. TIMBRE COMO IDENTIDADE SONORA: UMA PROPOSTA DE SEMIOTIZAÇÃO: TIMBRE AS SOUND IDENTITY: A SEMIOTICAL APPROACH. CASA: Cadernos de Semiótica Aplicada, 2023.

[10] DE MAGALHÃES, Diogo Amaral; DE PINHO ALVES FILHO, Jose. Por que é mais difícil escutar os sons graves do que os sons médios e agudos?. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 34, n. 1, p. 331-338, 2017.