Grundfrekvensen är den lägsta frekvensen i ett resonansystem. Det är ett viktigt begrepp inom musikinstrument och många aspekter av teknik. Harmoniken i en given våg är till exempel alla baserade på den grundläggande frekvensen. För att beräkna en grundläggande frekvens behöver du systemets eller vågens längd samt en handfull andra mätningar.

TL; DR (för lång; läste inte)

Beräkningen för att hitta den grundläggande frekvensen beror på om det vibrerande systemet är ett rör, en sträng, en elektronisk krets eller någon annan mekanism.
Mät systemlängd

Mät systemets längd. Detta är hälften av våglängden på den våg den bär. Mät längden på röret för ett rör. För en sträng, mät längden på strängen, etc. Spela in längd i meter. Om du måste mäta med millimeter, centimeter eller annan enhet, se till att din hastighet använder samma längdenheter. Använd exempelvis mätare om din hastighet är i meter per sekund.
Beräkna rörets frekvens

Dela hastigheten på din våg med dubbelt så lång som systemets längd. Om röret är stängt i ena änden, dela hastigheten med fyra gånger längden. Resultatet är den grundläggande frekvensen, i cykler per sekund, eller hertz (Hz). Hastigheten för en ljudvåg i luften vid 20 grader Celsius är 343 meter per sekund. Exempel:

För ett öppet rör med längd \u003d 0,5 m

Grundfrekvensen för en ljudvåg i röret är:
343 ÷ (2x0,5) \u003d 343 ÷ 1 \u003d 343 Hz - Beräkna strängens frekvens.

Beräkna hastigheten för en våg på en sträng genom att dela spänningen med dess massa per enhetslängd. Se till att massenheterna i din spänningsmätning är desamma som de enheter där du anger massan själv. Om du till exempel använder newton som din spänningsenhet, uttrycker du din massa i kilogram. Ta kvadratroten av denna kvot. Dela upp resultatet med två gånger längden. Resultatet är den grundläggande frekvensen. Till exempel:

För en pianosträng med massa 0,02 kg och längd 0,5 m,
massa per enhetslängd \u003d 0,02 kg ÷ 0,5 m \u003d 0,04 kg /m

Med en spänning på 1500 N,
v ^{2 \u003d 1500 N ÷ 0,04 kg /m \u003d 37500
v \u003d 193,65 m /s och 193,65 ÷ (2x0,5) \u003d 193,65 ÷ 1 \u003d 193,65 Hz}