La frequenza fondamentale è la frequenza più bassa in un sistema di risonanza. È un concetto vitale in strumenti musicali e molti aspetti dell'ingegneria. Le armoniche di una determinata onda, ad esempio, sono tutte basate sulla frequenza fondamentale. Per calcolare una frequenza fondamentale, è necessaria la lunghezza del sistema o dell'onda e una manciata di altre misurazioni.

TL; DR (troppo lungo; non letto)

Il calcolo per trovare la frequenza fondamentale dipende se il sistema vibrante è un tubo, una stringa, un circuito elettronico o qualche altro meccanismo.
Misura lunghezza del sistema

Misura la lunghezza del sistema. Questa è la metà della lunghezza d'onda dell'onda che trasporta. Per un tubo, misurare la lunghezza del tubo. Per una stringa, misurare la lunghezza della stringa, ecc. Registrare la lunghezza in metri. Se devi misurare con millimetri, centimetri o un'altra unità, assicurati che la tua velocità usi le stesse unità di lunghezza. Ad esempio, usa i metri se la tua velocità è in metri al secondo.
Calcola la frequenza di un tubo

Dividi la velocità dell'onda per il doppio della lunghezza del sistema. Se il tubo è chiuso a un'estremità, dividere la velocità per quattro volte la lunghezza. Il risultato è la frequenza fondamentale, in cicli al secondo, o hertz (Hz). La velocità di un'onda sonora in aria a 20 gradi Celsius è di 343 metri al secondo. Ad esempio:

Per un tubo aperto di lunghezza \u003d 0,5 m

La frequenza fondamentale di un'onda sonora nel tubo è:
343 ÷ (2x0.5) \u003d 343 ÷ 1 \u003d 343 Hz
Calcola la frequenza di una stringa

Calcola la velocità di un'onda su una corda dividendo la tensione per la sua massa per unità di lunghezza. Assicurati che le unità di massa nella tua misura di tensione siano le stesse delle unità in cui annoti la massa stessa. Ad esempio, se usi i newton come unità di tensione, esprimi la tua massa in chilogrammi. Prendi la radice quadrata di questo quoziente. Dividi quel risultato per il doppio della lunghezza. Il risultato è la frequenza fondamentale. Ad esempio:

Per una corda di piano di massa 0,02 kg e lunghezza 0,5 m, massa
per unità di lunghezza \u003d 0,02 kg ÷ 0,5 m \u003d 0,04 kg /m

Con una tensione di 1500 N,
v ^{2 \u003d 1500 N ÷ 0,04 kg /m \u003d 37500
v \u003d 193,65 m /s
193,65 ÷ (2x0,5) \u003d 193,65 ÷ 1 \u003d 193,65 Hz}