Физика: если узел нити находится в седле, как он заставляет вершину вибрировать?

Question

Если узел струны находится там, где нет чистого движения , а концы струн являются узлами (седло и гайка), как вибрации передаются на вершину гитары?

Спасибо

Answer 1

Мы должны быть осторожны, когда ничто не движется, тогда нет нигде чистых сил. Все во всех направлениях сводится к нулю, как и должно быть, потому что, если бы этого не произошло, что-то ускорилось бы. Возможны статические напряжения и сжатия в струнах, дереве, ферменных стержнях и т. Д. Мы можем добавить энергию в систему, отклонив струну под натяжением, и тогда в отсутствие рассеяния все будет двигаться и в конечном итоге достигнет стабильного состояния. гармонического движения, определяемого параметрами струны и гитары и их резонансными частотами. Но мы добавили энергию, приложив внешнюю силу к натянутой струне.

Answer 2

Цитата:

Первоначально: robj144 ↠ Ха-ха. Конечно. Во всяком случае, этот излом гораздо больше, чем основной и первый частичный. Если бы это было правдой, вы бы увидели фундаментальную и другую волну, в два раза превышающую частоту, колеблющуюся с ней. Если вы пытаетесь указать, есть ли гармоники в форме волны, я полностью согласен.

Я больше пытался дать представление о откуда берутся названия синусоидальных, квадратных, пилообразных и треугольных волн и как они возникают из их обертонного содержания. Инструменты разные.
Если бы у меня дома был кларнет, я мог бы показать вам хорошую форму волны прямоугольной формы.

Answer 3

Цитата:

Сообщение от JohnW63 ↠ В Вкратце, прочитав это и попытавшись вспомнить мои уроки физики, гитара издает звук вибрациями, передаваемыми в седло движением струн. В чем я не совсем уверен, так это в том, есть ли соглашение о том, КАК. Является ли это изменением натяжения струны в вертикальной плоскости, как я думаю, сказал Алан, или это вызвано вибрациями, потому что седло не находится в идеальной узловой точке, или из-за крутящих моментов на перемычке / седле, которые заставляют верх двигаться вверх и вниз. Я могу видеть, как некоторые могут сказать, что силы NET на мосту могут быть равны нулю (столько же вниз, как и вверх), но нет Ноль силы струны вниз на седле , Фактически, если бы мост и седло имели нулевую сумму, то гитары с плоским верхом не нужно было бы приклеивать, как только струны были полностью натянуты. Поэтому я думаю, что нулевая цифра не во всех направлениях. Возможно, просто вращательно вокруг оси. Конечно, есть сила к гайке. Таким образом, когда струна вибрирует или изменяет свое натяжение, сила в направлении гайки меняется, и эти изменения тянут за верх. Поскольку струны начинают двигаться вверх от перемычки, а затем движутся по прямой линии к гайке, величина силы зависит не только от угла струн на перемычке. Это сумма силы, приложенной углом струны и усилиями вверх, пока она не выйдет из отверстий моста. У меня нет проблем с исправлением, но мне могут понадобиться несколько крутых диаграмм, чтобы выбрать победителя среди настоящих экспертов. Так как это не армрестлинг, и никто не поднял их большую мясистую лапу на праздновании, я не уверен, кто победит.

Не изменяется в натяжение струны. Это изменение углового момента вибрирующей струны (у седла и гайки), которая обеспечивает энергию для производства звука. Например, если вы держите один конец толстой веревки, а кто-то за другой конец веревки взмахивает ею вверх и вниз, вы почувствуете, как веревка пожимает вам руку (никаких изменений в общем натяжении веревки не требуется).

Answer 4

Спасибо, Роб, я отредактировал свой пост.

Answer 5

Я только прочитал первую страницу, а потом увидел, что Алан разместил на этой странице, так что это, вероятно, уже раскрыто, но я думаю, что есть общее недоразумение о том, что движет вершиной гитары. Отчасти это может быть струна, качающаяся назад на четверть, но то, что на самом деле представляет собой струну, набирает и теряет напряжение. Это меньше напряжения, когда прямо, и больше напряжения, когда дольше, чем когда оно находится на каждом конце своего колебания. Вот почему он качает мост вперед и назад, а не из стороны в сторону.

Коротко и просто. , , Тогда есть небольшое дело тона, но это другая история.

Отредактировано, потому что я вижу того Рика-Слоя, у которого есть пост до этого, и я не согласен. Просто показывает, насколько плохо понимается гитара после всех этих лет изучения. Замечательно!

Я думаю, что веревка - это совсем другой котелок с рыбой, поскольку она НЕ является резонансной вибрирующей структурой, хотя, если ее натянуть достаточно сильно, это может быть. Но не пытайтесь сдержать это!

Answer 6

Цитата:

Первоначально написал FrankS ↠ В этом Я попытался упростить проблему, показав, что первичная передача энергии в гитаре производится чистой синусоидальной волной. Хотя невозможно получить идеальную синусоидальную волну, ясно, что прямоугольная или треугольная волна в частотной или временной области не является основным источником энергии, необходимой для управления гитарой для создания наибольшего шума. Использование только функции синусоидальной волны может упростить условия, необходимые для получения ответа.

См. Пост 107
В конечном счете, физически это комбинация синусоидальных волн. - математически показано с помощью преобразования Фурье. Я не думаю, что кто-то предложил иначе. Квадратные волны, треугольные волны, пильные волны - это лишь названия того, как форма волны может выглядеть при определенных комбинациях обертонов, если разрешение во временной области недостаточно точное.

Цитата:

Сообщение от FrankS ↠ 1. Почему струны звучат по-разному на нисходящем и нежели на верхнем?

Необходимо учитывать порядок звучания струнных, басовых струн для высоких частот и наоборот , Также точный способ соприкосновения нитей с пальцами. Это меняется немного с ногтями или голыми пальцами. В некоторой степени также с плоским выбором в зависимости от игрока. Чтобы уменьшить этот второй фактор, попробуйте сыграть на гитаре с гитарой на коленях - попробуйте удар вниз (струны баса до высоких частот), а затем переверните гитару на 180 градусов на коленях и сделайте удар вниз (от высоких до басовых струн).

Цитата:

Первоначально написал FrankS ↠ 2. Если движение струны вверх и вниз является механизмом передачи энергии, то почему какой-либо звук выходит с горизонтальным ударом или ударом? Синус нулевых градусов равен нулю.

См. Пост 65. Струны будут вибрировать практически мгновенно в нескольких плоскостях независимо от направления начального срыва.

Цитата:

Сообщение от FrankS ↠ 3. Передача энергии во времени - это перемещение вперед и назад между струнами и гитарным верхом. Через некоторое время после того, как струна сорвана, значительная часть начальной энергии возвращается обратно в струны ОТ верха гитары. Что это за поляризация?

Смотри пост 65.

Цитата:

Сообщение от FrankS ↠ 4. Почему гитара с слишком большим крутящим моментом на мостике становится подавленной для громкости звука? 5. Почему слишком низкое седло обычно означает меньшую громкость звука?

Думайте подтягивание рыхлой кожи барабана. Момент затяжки затягивает верх, меняя его импеданс и резонансы.



Также пост 65.

При нормальном уровне громкости натяжение струн очень мало меняется.

Из-за скорости звука в металле обертоны в струне, вызванные
изменениями натяжения, будут сильно отличаться от того, что мы в первую очередь слышим в тоне гитары.

Answer 7

Цитата:

Первоначально написал Брюс Sexauer ↠ I только прочитал первую страницу, а потом я увидел, что Алан разместил на этой странице, так что это, вероятно, уже раскрыто, но я думаю, что есть общее недоразумение о том, что движет вершиной гитары. Отчасти это может быть струна, качающаяся назад на четверть, но то, что на самом деле представляет собой струну, набирает и теряет напряжение. Это меньше напряжения, когда прямо, и больше напряжения, когда дольше, чем когда оно находится на каждом конце своего колебания. Вот почему он качает мост вперед и назад, а не из стороны в сторону. Коротко и просто. , , Тогда есть небольшое дело тона, но это другая история. Отредактировано, потому что я вижу того Рика-Слоя, у которого есть пост до этого, и я не согласен. Просто показывает, насколько плохо понимается гитара после всех этих лет изучения. Замечательно! Я думаю, что веревка - это совсем другой котелок с рыбой, поскольку она НЕ является резонансной вибрирующей структурой, хотя, если ее натянуть достаточно сильно, это может быть. Но не пытайтесь удержать свой конец этого!

Я согласен, довольно замечательно.

Движение вверх и вниз, это то, что импульс струны будет в основном Делайте так, как это направление, в котором верх наиболее свободно перемещается, и это направление, которое лучше всего приводит воздух в движение. Без седла импульс струны (ее форма волны), которая, конечно же, обладает энергией, продолжал бы прямо сейчас, но вместо седла там седло поглощает часть этой энергии (остальное отражается обратно к гайке). Передача энергии аналогична передаче небольшого камертона, который вы слегка касаетесь и кладете его конец на мост - без раскачивания моста.

Answer 8

Спасибо robj144 за повторную публикацию ссылки на видео (публикация 105), которая показывает вибрацию строки во временной области. Простой векторный анализ позволит вам выводить силы на мосту в каждый момент, если вы знаете натяжение.

Cuki79 сделал сумму синусоидальных компонентов, чтобы сгенерировать форму волны треугольника (пост 100). В зависимости от относительных амплитуд и фаз различных синусоидальных компонентов вы можете получить всевозможные треугольные и квадратные волны. Они соответствуют сигналу поперечной силы на верхней части моста от различных мест выщипывания или изгиба. Каждое другое место дает частичный «рецепт», который звучит по-разному.

Да, натяжение меняется при вибрации струны. Если вы посмотрите на эту форму волны, то она также не синусоидальная: на самом деле это пилообразная волна с зазором, с пиками, в два раза превышающими основную частоту струны.

Флетчер и Россинг действительно показывают все это: см. «Физика музыкальных инструментов», гл. 9, раздел 3. Они также дают математику для расчета различных сил, как и Гор. Мои эксперименты подтверждают формы волны и относительные амплитуды. Для этого перейдите на мой веб-сайт и загрузите файл .pdf «Теория струн» со страницы «Акустика».

FrankS спрашивает:
"2. Если движение струны вверх и вниз является механизмом передачи энергии, то почему какой-либо звук выходит с горизонтальным ударом или ударом? Синус, равный нулю градусов, равен нулю. "

Поскольку натяжение меняется , а мост делает качается вперед и назад в ответ. Поскольку мост сидит в посередине вершины это похоже на точку опоры на качелях, захватывающую больше движения, когда вы идете дальше. Здесь многое зависит от жесткости вершины и крепости. Опять же, когда мост качается, он тянет одну часть вершины вверх. в то время как другая часть «спускается», поэтому есть некоторая фазовая отмена, и тот факт, что мы делаем вершины, чтобы противостоять только такой деформации, делает этот метод относительно неэффективным движением вершины, но он производит некоторый звук.

"3. Передача энергии во времени - это перемещение вперед и назад между струнами и гитарным верхом. Через некоторое время после того, как струна сорвана, значительная часть начальной энергии возвращается обратно в струны ОТ верха гитары. Что это за поляризация? "

Я бы ожидал, что она будет" вертикальной ", но я бы не рассматривал ее специально. Многое может зависеть от режимов вершины. Я знаю, что от" жесткой " установка плоскости вибрации струны продолжается в ее первоначальной поляризации по мере затухания вибрации, в то время как на гитаре поляризация меняется (Фред Диккенс назвал это «прецессией луны»).

"4. Почему у гитары с слишком большим крутящим моментом на мостике заглушается громкость звука? "

Возможно, потому что статическое напряжение добавило достаточную жесткость на изгиб, чтобы изменить реакцию. Я видел это в своих экспериментах.

"5. Почему слишком низкое седло обычно означает меньшую громкость звука? "

Скажите это фламенко ... ;)

Опять же, изменение натяжения приводит в движение до некоторой степени. Никто не отрицает этого. Мы просто пытаемся понять, какие из сил на верхушке седла являются основным звукорежиссером.

Поскольку я ответил на пару вопросов, я Спрошу одного.

В одном из моих экспериментов я положил более высокое седло на классическую гитару, изменив способ привязки струн к зажимному блоку, чтобы сохранить угол разрыва. Начальная высота струны от верха была 11 мм, и я взял его до 18 мм. Каждую открытую струну несколько раз механически срывали, чтобы обеспечить одинаковую мощность срывов с исходным смещением струны «по вертикали» относительно деки. Звук гитары был записан с места в 1 м от вершины, между мостом и звуковым отверстием, на центральной линии, в моем «полуанэхогенном шкафу». Что вы ожидаете, что произойдет с выводом звука с более высоким седлом? Я уже обсуждал это онлайн, так что не читайте и не ищите, но скажите мне, что предсказывает ваша модель.

Answer 9

Цитата:

вы почувствуете, как канат трясет вашу руку (никаких изменений в общем натяжении каната не требуется).

Без проведения эксперимента я бы не согласился.

Могу поспорить, что, если я надену весы на свой конец, натяну на него веревку и заставлю их потрясти веревку, будет разница в «весе», показанном на весах. Если вы встряхиваете веревку, вы добавляете силу в систему. Чем плотнее веревка, тем больше нужно добавить, чтобы заставить ее сгибаться, поскольку натяжение хочет противостоять этим изменениям. Если бы это был просто момент импульса, все, что изменилось бы у меня, это угол, из которого исходит натяжение каната. На самом деле, если бы это было ВСЕ, что было, шкала показала бы уменьшение давления при увеличении угла от непосредственно перпендикулярного. Только часть силы тяги будет действовать на фиксированную точку моей шкалы в зависимости от угла. Так как гитарная струна не очень гибкая и находится под большим натяжением для «веревки» небольшого диаметра, с обоими концами на фиксированном расстоянии, единственный способ «встряхнуть» и внести изменения, такие как встряхивание веревки, это добавить силу и потяните его крепче Общее расстояние должно увеличиваться, когда вы сгибаете струну, поэтому усилие на обоих концах увеличивается.

Где Разрушители мифов, когда мне нужно, чтобы они что-то оснастили датчиком силы и провели эксперименты?

Answer 10

Задайте простой вопрос ...

Более высокое седло должно обеспечить больше рычагов для изменения натяжения, чтобы раскачать мост, при прочих равных условиях. Таким образом, я ожидал бы, что более высокое седло даст более острую атаку и более громкий начальный звук с меньшим сустейном, если основной причиной является изменение напряжения.

Если бы единственной струнной силой, движущей вершину и производящей звук, была вертикальная составляющая поперечной силы, то более высокое седло не имело бы значения. Мы знаем, что это не так: если бы это был мой эксперимент по движению струны «вертикальная против горизонтальной», то при горизонтальной силе звук был бы нулевым, и этого не произошло. Снижение на 20 дБ - это много, но оно не бесконечно.

То, что я увидел в своем эксперименте, заключалось в том, что увеличение высоты струны от вершины производило звук с большей частью второго частичного, а в некоторых случаях четвертый, который имеет смысл, поскольку сигнал изменения натяжения удваивается по отношению к основному значению поперечной вибрации и его частям. Также было больше энергии на уровне «тона молнии»: частота продольной волны сжатия в струне, которая также действует, чтобы вращать мост вперед и назад. Однако в целом было произведено , а не ; время подъема после взрыва, пиковый уровень и время падения были одинаковыми для обеих высот седла. Произошло ощутимое и слышимое изменение в тембре звука, которое могло звучать «громче», но больше не было задействованной силы. Это имеет некоторый смысл, поскольку реальная энергия в оторванной струне ограничена: если она выходит одним способом, она не может выходить другим.

Давайте посмотрим, смогу ли я получить ответ на другой простой вопрос, который я продолжаю задавать, который так и не получил ответа: почему инструменты с арочными вершинами или плоские вершины с наконечниками не звучат на октаву ниже, чем плоские вершины с "остановкой" мостов, используя булавки или что-то еще? Давайте исключить эти гибридные Classicals, что использование хвостового о принимать статическое напряжение, но запустить строки через обычную tieblock, чтобы обеспечить вниз несущую силу на седло сверху. Это сложная ситуация в некоторых отношениях.


В частности, на вершинах арок хвостовая часть принимает на себя растягивающую нагрузку, а перемычка удерживается наверху только под действием струны. Обычно это принимается, и мои измерения подтверждают, что изменение натяжения в струне не может раскачивать мост на вершине арки таким образом, чтобы заставить вершину издавать звук. Осталось только поперечная сила.

Но, как очевидно, натяжение вибрирующей струны будет высоким в два раза за каждый цикл поперечной вибрации; один раз, когда строка «вверх», и один раз, когда она «вниз» (или «влево и« вправо »). Таким образом, управляющий сигнал на гитаре с арочным верхом должен быть на октаву ниже, чем на плоской вершине со стоп-мостиком. Почему же тогда гитары с верхним изгибом дают такой же основной тон, как гитары с плоским верхом с заданным набором струн? Это , а не , потому что струны на вершине арки настроены на октаву выше: сталь не может выдерживать такого рода нагрузки.