Toolyard

Simulator Gelombang Berdiri

Persamaan dalam simulasi ini

v = √(T ÷ µ)
TTegangan T (N)seberapa kencang senar ditarik; memutar pasak gitar mengubahnya
µRapat massa linear µ (massa per panjang, g/m)senar bas yang tebal lebih berat per meter, jadi bunyinya lebih rendah pada tegangan yang sama; dipakai dalam kg/m
vcepat rambat gelombang pada senarseberapa cepat sebuah simpangan merambat di sepanjang senar

Dengan nilai saat ini:

f_n = n v ÷ 2L, λ_n = 2L ÷ n
LPanjang L (m)di antara kedua ujung tetap: nut dan bridge pada gitar
nHarmonik nn = 1 adalah nada dasar; n = 2, 3, … adalah nada atas, pada kelipatan bulat frekuensinya
f_nfrekuensi harmonik ntinggi nada; menekan fret memperpendek L dan menaikkannya
λ_npanjang gelombang harmonik ntepat n setengah panjang gelombang muat di antara kedua ujung

Dengan nilai saat ini:

simpul pada x = k L ÷ n, k = 0, 1, …, n
simpultitik yang tidak pernah bergerakada n + 1, termasuk kedua ujung; di tengah-tengahnya ada perut, yang berayun paling besar

Dengan nilai saat ini:

b_n = 2 h L² sin(n π a ÷ L) ÷ (n² π² a (L − a))
aTitik petik (% panjang dari ujung)harmonik yang punya simpul di titik petik hilang: dipetik pada seperlima panjang, harmonik ke-5, ke-10, … diam
b_namplitudo harmonik n pada petikansegitiga tempat jari menarik senar, ditulis sebagai jumlah gelombang sinus (deret Fourier); grafik menampilkannya

Cara memakai simulator gelombang berdiri

  1. Atur tegangan, massa per meter dan panjang senar, lalu pilih harmonik. Senar bergetar dalam gelombang berdiri itu, simpulnya dilingkari merah dan selubungnya putus-putus; gambar diperlambat agar bisa diikuti, sebesar faktor yang tertera di bawahnya.
  2. Pindah ke Petik senarnya dan senar mulai dari bentuk segitiga, ditarik ke samping di titik petik, lalu bergerak sebagai jumlah semua harmoniknya, yang ditampilkan grafik sebagai spektrum. Petik dekat ujung untuk bunyi cerah dengan banyak nada atas, dekat tengah untuk bunyi lembut; harmonik yang punya simpul di titik petik hilang.
  3. Centang Putar suaranya pada nada aslinya untuk mendengar nadanya. Naikkan tegangan atau perpendek senar dan nadanya naik, persis seperti saat menyetem atau menekan fret gitar; Penyetem Alat Musik memberi tahu nada yang dimainkan senar sungguhan, dan Pembangkit Nada memainkan frekuensi apa pun.

Pertanyaan umum

Apa itu gelombang berdiri?

Dua gelombang berfrekuensi sama yang merambat berlawanan arah, di sini gelombang yang menyusuri senar dan pantulannya dari ujung tetap. Keduanya menjumlah sehingga beberapa titik, yaitu simpul, tidak pernah bergerak dan titik di antaranya, yaitu perut, berayun paling besar. Hanya panjang gelombang yang memuat bilangan bulat setengah gelombang di antara kedua ujung yang bisa berdiri: λ = 2L/n.

Bagaimana menghitung frekuensi senar?

f = (n ÷ 2L) √(T ÷ µ). Cepat rambat gelombang adalah √(T ÷ µ), akar tegangan dibagi massa per meter, dan nada dasar punya panjang gelombang dua kali panjang senar. Senar E tinggi gitar, panjang 0,65 m, 0,4 g/m, disetem ke 330 Hz, menanggung tegangan sekitar 74 N.

Mengapa senar yang dipetik berbunyi beda dari nada murni?

Karena senar bergetar dalam banyak harmonik sekaligus, pada 1, 2, 3, … kali nada dasar, dan campuran kekuatannya itulah warna bunyi. Tempat memetik menentukan campurannya: memetik pada seperlima panjang menghapus harmonik ke-5, ke-10 dan ke-15 sepenuhnya dan melemahkan nada tinggi, sedangkan memetik dekat bridge mempertahankan banyak harmonik tinggi sehingga bunyinya cerah dan nyaring.

Apa itu harmonik pada gitar?

Menyentuh senar dengan ringan di tengah, sepertiga atau seperempat panjangnya memaksa ada simpul di sana, yang mematikan setiap harmonik yang butuh gerakan di titik itu. Yang tersisa berbunyi pada 2, 3 atau 4 kali frekuensi senar lepas, nada jernih seperti lonceng yang disebut harmonik oleh gitaris.

Katanya WebGL dimatikan.

Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.

Apakah ada yang diunggah?

Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.

Simulasi sains lainnya

Kalkulator dan alat terkait

Simulasi terkait