Natuurkunde en muziekinstrumenten

Wie luistert er niet graag naar goede muziek? Er zijn liedjes voor alle smaken.
Het muzikale geluid is in het algemeen degene die zich op een aangename manier aan onze oren presenteert, waarvan de geluidsgolf een zekere regelmaat vertoont. Muziekinstrumenten zijn apparaten die dit soort geluid produceren.
Muziekinstrumenten worden ingedeeld in drie groepen, snaarinstrumenten, koperblazers en percussie-instrumenten. Hoe de natuurkunde verklaart hoe deze instrumenten werken, is wat we nu zullen zien.
Snaarinstrumenten
Als we er even over nadenken, kunnen we een groot aantal snaarinstrumenten opsommen: gitaar, viool, piano, harp, gitaar, contrabas, enz. Bij deze instrumenten wordt het geluid geproduceerd door snaren, die bij activering compressies en verdunningen in de lucht veroorzaken, geluidsgolven genoemd.
Ook wel vibrerende snaren genoemd, de snaren van muziekinstrumenten, wanneer ze trillen, produceren transversale golven die, bovenop de golven die aan de uiteinden worden gereflecteerd, aanleiding geven tot een staande golf.


De eenvoudigste manier van snaartrilling kenmerkt de fundamentele frequentie, die overeenkomt met de trilling tussen de bevestigingsuiteinden (knopen) van de snaar en een middelpunt. De tweede vibratiemodus komt overeen met eindknooppunten en een knooppunt in het middelpunt. De derde modus komt overeen met nog een knooppunt tussen de extreme knooppunten, en dus komt elke nieuwe trillingsmodus overeen met een ander tussenknooppunt.
De afstand tussen twee opeenvolgende knopen komt overeen met een halve golflengte.  en de oscillatiefrequentie wordt gegeven door,  waarbij v de snelheid van de golf op de snaar is.


levendige snaren

wind instrumenten
Blaasinstrumenten zijn opgebouwd uit klankbuizen. Het is heel gemakkelijk om deze instrumenten te onthouden: saxofoon, trombone, trompet, fluit, enz.
Als je bijvoorbeeld in een glazen fles blaast, zul je zien dat deze geluid maakt. Dit gebeurt omdat de luchtkolom in de fles trilt en een geluidsgolf uitzendt. De productie van deze golf aan het ene uiteinde is te wijten aan een apparaat dat een embouchure wordt genoemd. Het uiteinde tegenover het mondstuk kan open of gesloten zijn, wat aanleiding geeft tot twee soorten geluidsbuizen, open en gesloten.
In open buizen heeft de longitudinale staande golf die zich vormt aan beide uiteinden een buik. De eenvoudigste trillingsmodus komt overeen met een knoop in het middelpunt van de buis. Bij elke nieuwe trillingsmodus verschijnt een ander tussenknooppunt.
De afstand tussen twee opeenvolgende buiken is gelijk aan de helft van de golflengte. en de frequentie wordt gegeven door: .

Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)


open geluidsbuizen

In gesloten geluidsbuizen heeft de longitudinale staande golf een buik aan het uiteinde van het mondstuk en een knoop aan het gesloten uiteinde. Houd voor elke bestaande vibratiemodus het knooppunt aan het gesloten uiteinde en vergroot een tussenknooppunt.
De afstand tussen de buik en de opeenvolgende knoop komt overeen met een kwart van de golflengte .


gesloten geluidsbuizen

Percussie-instrumenten gedragen zich heel anders dan andere. De geluiden die ze uitzenden kunnen hun oorsprong vinden in de trillingen van membranen, staven en metalen oppervlakken, wat het moeilijk maakt om een ​​gedragspatroon voor hen vast te stellen.

Door Kléber Cavalcante
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team

golven - Fysica - Brazilië School

Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:

CAVALCANTE, Kleber G. "Natuurkunde en muziekinstrumenten"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-fisica-os-intrumentos-musicais.htm. Betreden op 27 juni 2021.

Supergeleiders: wat ze zijn, materialen en toepassingen

Supergeleiders: wat ze zijn, materialen en toepassingen

supergeleiders zijn materialen die kunnen leiden tot elektriciteit, zonder enige vorm van weersta...

read more

Behoud van elektrische lading

Het principe van behoud van elektrische lading zegt de algebraïsche som van de kosten voor en na ...

read more
Hoe zonne-energiecentrales werken

Hoe zonne-energiecentrales werken

Plantenzonne- zijn elektriciteitscentrales die de energie van de electromagnetische straling uitg...

read more