Zadanie 12.7.12: Naprężenie struny przy dostrajaniu

Punkty
3 pkt
Dział
Zjawiska falowe · Fizyka w muzyce. Fale stojące
Trudność
Poziom trudności: średnie
Poziom programu
Zakres: Podstawa
Wyznaczanie częstotliwości tonu z dudnień i zmiany naprężenia potrzebnej do strojenia struny.

Treść zadania

Stalowa struna laboratoryjnego monochordu jest naprężona siłą F1=60 NF_1=60\,\text{N}. Jej ton podstawowy porównano z dźwiękiem wzorcowym o częstotliwości fw=440 Hzf_w=440\,\text{Hz}. Słychać 55 dudnień na sekundę, a częstotliwość tonu struny jest mniejsza od częstotliwości wzorcowej. Oblicz częstotliwość struny oraz siłę naprężającą, do której należy ją zwiększyć, aby dostroić ją do dźwięku wzorcowego. Załóż, że długość drgającej części struny i jej gęstość liniowa pozostają stałe.

Odpowiedź

Częstotliwość struny wynosi 435 Hz435\,\text{Hz}, a wymagane naprężenie około 61,4 N61{,}4\,\text{N}.