Φυσική και μουσικά όργανα

Ποιος δεν αρέσει να ακούει καλή μουσική; Υπάρχουν τραγούδια για όλα τα γούστα.
Ο μουσικός ήχος, γενικά, είναι αυτός που παρουσιάζεται με ευχάριστο τρόπο στα αυτιά μας, του οποίου το ηχητικό κύμα παρουσιάζει κάποια κανονικότητα. Τα μουσικά όργανα είναι συσκευές που παράγουν αυτόν τον τύπο ήχου.
Τα μουσικά όργανα ταξινομούνται σε τρεις ομάδες, όργανα χορδών, όργανα ορείχαλκου και όργανα κρουστών. Ο τρόπος με τον οποίο η φυσική εξηγεί τη λειτουργία αυτών των οργάνων είναι αυτό που θα δούμε τώρα.
Έγχορδα όργανα
Εάν αφιερώσουμε λίγο χρόνο για να το σκεφτούμε, μπορούμε να παραθέσουμε έναν μεγάλο αριθμό από έγχορδα: κιθάρα, βιολί, πιάνο, άρπα, κιθάρα, διπλά μπάσα κ.λπ. Σε αυτά τα όργανα, ο ήχος παράγεται από χορδές, οι οποίες όταν ενεργοποιούνται προκαλούν συμπίεση και σπάνιες κινήσεις στον αέρα, που ονομάζονται ηχητικά κύματα.
Ονομάζονται επίσης δονούμενες χορδές, οι χορδές των μουσικών οργάνων, όταν δονούνται, παράγουν εγκάρσια κύματα που, τοποθετημένα πάνω σε αυτά που αντανακλώνται στα άκρα, δημιουργούν ένα όρθιο κύμα.


Ο απλούστερος τρόπος δόνησης συμβολοσειράς χαρακτηρίζει τη θεμελιώδη συχνότητά του, που αντιστοιχεί στη δόνηση μεταξύ των άκρων στερέωσης του κορδονιού (κόμβοι) και ενός μέσου σημείου. Η δεύτερη λειτουργία δόνησης αντιστοιχεί σε τελικούς κόμβους και σε κόμβο στο κεντρικό σημείο. Ο τρίτος τρόπος αντιστοιχεί σε έναν ακόμη κόμβο μεταξύ των ακραίων κόμβων, και έτσι, κάθε νέος τρόπος δόνησης αντιστοιχεί σε έναν ακόμη ενδιάμεσο κόμβο.
Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κόμβων αντιστοιχεί στο μισό μήκος κύματος.  και η συχνότητα ταλάντωσης δίνεται από,  όπου v είναι η ταχύτητα του κύματος στη συμβολοσειρά.


ζωηρές χορδές

πνευστά όργανα
Τα όργανα ανέμου αποτελούνται από σωλήνες ήχου. Είναι πολύ εύκολο να θυμάστε αυτά τα όργανα: σαξόφωνο, τρομπόνι, τρομπέτα, φλάουτο κ.λπ.
Αν φυσήξετε σε γυάλινο μπουκάλι, για παράδειγμα, θα δείτε ότι ακούγεται. Αυτό συμβαίνει επειδή η στήλη αέρα μέσα στη φιάλη δονείται, εκπέμποντας ένα ηχητικό κύμα. Η παραγωγή αυτού του κύματος στο ένα άκρο οφείλεται σε μια συσκευή που ονομάζεται embouchure. Το άκρο απέναντι από το επιστόμιο μπορεί να είναι ανοιχτό ή κλειστό δημιουργώντας δύο τύπους σωλήνων ήχου, ανοιχτούς και κλειστούς.
Σε ανοιχτούς σωλήνες, το διαμήκες όρθιο κύμα που σχηματίζει έχει κοιλιά και στα δύο άκρα. Ο απλούστερος τρόπος δόνησης αντιστοιχεί σε έναν κόμβο στο κεντρικό σημείο του σωλήνα. Με κάθε νέο τρόπο δόνησης, εμφανίζεται ένας άλλος ενδιάμεσος κόμβος.
Η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κοιλιών είναι ίση με το μισό μήκος κύματος. και η συχνότητα δίνεται από: .

Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)


ανοίξτε σωλήνες ήχου

Σε κλειστούς σωλήνες ήχου, το διαμήκες κύμα στέκεται έχει κοιλιά στο τέλος του επιστομίου και κόμπο στο κλειστό άκρο. Για κάθε υπάρχουσα λειτουργία δόνησης, διατηρήστε τον κόμβο στο κλειστό άκρο και αυξήστε έναν ενδιάμεσο κόμβο.
Η απόσταση μεταξύ της κοιλιάς και του διαδοχικού κόμβου αντιστοιχεί στο ένα τέταρτο του μήκους κύματος .


κλειστούς σωλήνες ήχου

Τα όργανα κρουστών συμπεριφέρονται πολύ διαφορετικά από τα άλλα. Οι ήχοι που εκπέμπουν μπορούν να προέρχονται από τους κραδασμούς των μεμβρανών, των ράβδων και των μεταλλικών επιφανειών, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη δημιουργία ενός τρόπου συμπεριφοράς για αυτούς.

Από τον Kléber Cavalcante
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας

κυματιστά - Η φυσικη - Σχολείο της Βραζιλίας

Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:

CAVALCANTE, Kleber G. "Φυσική και μουσικά όργανα" · Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.

Ηλεκτροδυναμική: τι είναι, έννοιες, στο Enem

Ηλεκτροδυναμική: τι είναι, έννοιες, στο Enem

Ο ηλεκτροδυναμική είναι ο κλάδος της φυσικής που μελετά το ηλεκτρικά φορτία σε κίνηση. Οι κύριες ...

read more
Διανύσματα: τι είναι, πράξεις, εφαρμογές και ασκήσεις

Διανύσματα: τι είναι, πράξεις, εφαρμογές και ασκήσεις

Διάνυσμα είναι η αναπαράσταση που καθορίζει το μέγεθος, την κατεύθυνση και την κατεύθυνση μιας δι...

read more
Κυματικά φαινόμενα: τι είναι, παραδείγματα, περίληψη

Κυματικά φαινόμενα: τι είναι, παραδείγματα, περίληψη

Ολα τα κυματικά φαινόμενα που υπάρχουν στη φύση εμφανίζονται λόγω της διάδοσης διαφορετικών τύπων...

read more