La frecuencia fundamental es la frecuencia más baja en un sistema de resonancia. Es un concepto vital en los instrumentos musicales y en muchos aspectos de la ingeniería. Los armónicos de una onda dada, por ejemplo, se basan en la frecuencia fundamental. Para calcular una frecuencia fundamental, necesita la longitud del sistema u onda, así como un puñado de otras medidas.

TL; DR (Demasiado larga; No leída)

El cálculo para encontrar la frecuencia fundamental depende de si el sistema vibratorio es un tubo, una cuerda, un circuito electrónico o algún otro mecanismo.

Medir la longitud del sistema

Mida la longitud del sistema. Esta es la mitad de la longitud de onda de la onda que transporta. Para un tubo, mida la longitud del tubo. Para una cuerda, mida la longitud de la cuerda, etc. Registre la longitud en metros. Si debe medir con milímetros, centímetros u otra unidad, asegúrese de que su velocidad utiliza las mismas unidades de longitud. Por ejemplo, use los medidores si su velocidad es en metros por segundo.

Calcule la frecuencia de un tubo

Divida la velocidad de su onda por el doble de la longitud del sistema. Si su tubo está cerrado en un extremo, divida la velocidad cuatro veces la longitud. El resultado es la frecuencia fundamental, en ciclos por segundo o hercios (Hz). La velocidad de una onda de sonido en el aire a 20 grados Celsius es de 343 metros por segundo. Por ejemplo:

Para un tubo abierto de longitud = 0.5 m

La frecuencia fundamental de una onda de sonido en el tubo es:
343 ÷ (2x0.5) = 343 ÷ 1 = 343 Hz

Calcular la frecuencia de una cadena

Calcular la velocidad de una onda en una cadena dividiendo la tensión entre su masa por unidad de longitud. Asegúrese de que las unidades de masa en su medición de tensión sean las mismas que las unidades en las que anota la masa misma. Por ejemplo, si usa newtons como su unidad de tensión, exprese su masa en kilogramos. Toma la raíz cuadrada de este cociente. Divida ese resultado por el doble de longitud. El resultado es la frecuencia fundamental. Por ejemplo:

Para una cuerda de piano de masa 0.02 kg y longitud 0.5m,
masa por unidad de longitud = 0.02 kg ÷ 0.5m = 0.04 kg /m

Con una tensión de 1500 N,
v ^{2 = 1500 N ÷ 0.04 kg /m = 37500
v = 193.65 m /s
193.65 ÷ (2x0.5) = 193.65 ÷ 1 = 193.65 Hz}