ForHosting KIT · Ciência

Calculadora ressonância de tubo

Um tubo de 0,5 m aberto nas duas pontas, com som a 343 m/s, ressoa em 343 Hz e depois em 686, 1029, 1372 e 1715 Hz. Informe comprimento, velocidade do som e se uma ponta é fechada: verá cada modo com o comprimento de onda. Grátis no seu navegador.

Grátis
Funciona no seu navegador
Sem cadastro
Seus dados não saem do seu aparelho

Executar grátis Ver a API

Use pelo WebAPIE-mailTelegramApp em breve

Exemplo resolvido

Se você digitar

Comprimento: 0,5
Velocidade do som: 343
Condição das extremidades: "open": Open
Harmônicos: 5

Você obtém

Modo de cálculo: open_open
Frequência fundamental: 343
Comprimento de onda fundamental: 1

Colunas de ar em tubos sustentam ondas sonoras estacionárias em frequências discretas fixadas pelo comprimento, pela velocidade do som no meio e por cada extremidade ser aberta ou fechada. Músicos, estudantes de física e fabricantes de instrumentos precisam da fundamental e da série harmônica sem rederivar a cada vez as fórmulas de tubo aberto e fechado. Esta capacidade recebe o comprimento do tubo, a velocidade do som e um indicador ends de open ou closed, e devolve a frequência fundamental, o comprimento de onda fundamental e uma lista estruturada de modos sucessivos com frequência e comprimento de onda para cada um. Comprimento zero é rejeitado como entrada inválida porque as fórmulas clássicas dividem pelo comprimento.

Tubos abertos versus fechados e quais frequências aparecem

Um tubo aberto ideal tem nós de pressão em ambas as extremidades, de modo que a onda estacionária mais longa é meia onda ao longo do tubo: a frequência fundamental é a velocidade do som dividida pelo dobro do comprimento, escrita f um igual a v sobre dois L. Modos superiores empacotam números inteiros de meias ondas, dando a série harmônica completa f n igual a n vezes v sobre dois L para n igual a um, dois, três, e assim por diante.

Um tubo fechado tem uma extremidade fechada (nó de deslocamento e antinó de pressão) e uma aberta, de modo que a fundamental é um quarto de onda: f um igual a v sobre quatro L. Só cabem múltiplos ímpares, então o espectro é f igual a um, três, cinco vezes a fundamental, muitas vezes escrito f n igual a parêntese dois n menos um fechado vezes v sobre quatro L.

A intenção de busca se agrupa em calculadora de ressonância de tubo, harmônicos de tubo aberto, frequência fundamental de tubo fechado, frequências de tubo de órgão e onda estacionária em um tubo. As pessoas querem respostas numéricas para um comprimento e velocidade do som dados —ar de sala perto de trezentos e quarenta e três metros por segundo é comum— não só um diagrama de nós e antinós.

As unidades permanecem coerentes: metros com metros por segundo dão hertz; qualquer par coerente de comprimento e velocidade funciona se a razão for mantida. Este produto modela geometria ideal sem correção de extremidade, combinando com conjuntos de problemas de livro que ignoram o fator de correção de extremidade aberta da ordem do raio do tubo.

Casos de uso

Exercícios de tubo de ressonância em lição e laboratório

Alunos e corretores calculam fundamentais e harmônicos de tubo aberto e fechado para L e v dados, com erro claro quando o comprimento é zero ou ends está ausente.

Estimativas de instrumentos de sopro e tubos de órgão

Frequências estruturadas rápidas para tubos abertos e fechados antes de aplicar correções de extremidade ou modelos de furo específicos do ofício.

Perguntas frequentes

Como achar a frequência fundamental de um tubo aberto?

O array harmonics lista modos superiores como múltiplos inteiros.

Como um tubo fechado difere de um aberto?

Com ends definido como "closed", a fundamental é v/(4L) e só aparecem harmônicos ímpares: 1×, 3×, 5× a fundamental. Tubos abertos usam v/(2L) e todos os harmônicos inteiros.

O que acontece se o comprimento do tubo for zero?

Fórmulas de onda estacionária dividem pelo comprimento, então comprimento zero nunca é geometria de ressonância válida e não é cobrado.

A calculadora de ressonância de tubo é gratuita?

A ferramenta do navegador roda grátis no seu dispositivo.

Isto inclui correção de extremidade aberta?

Não. O modelo é geometria ideal de livro sem correção de extremidade. Aplique L_eff = L + 0.3d você mesmo se sua fórmula de laboratório ou ofício exigir, e envie o comprimento efetivo.

Ferramentas relacionadas

Para desenvolvedores — acesso via API

Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.

Endpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance

Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.

Chame do seu código

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"length":0.5,"sound_speed":343,"ends":"open"}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "length": 0.5,
    "sound_speed": 343,
    "ends": "open"
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "length": 0.5,
    "sound_speed": 343,
    "ends": "open"
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"length":0.5,"sound_speed":343,"ends":"open"}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"length":0.5,"sound_speed":343,"ends":"open"}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/pipe-resonance", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

Exemplo de requisição

{
  "length": 0.5,
  "sound_speed": 343,
  "ends": "open"
}

Exemplo de resposta

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "phys.pipe_resonance",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.

Preço

por chamadaUS$ 0,002

Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.

Erros

HTTP	Código	O que significa
`401`	`unauthorized`	Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization.
`402`	`insufficient_balance`	Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo.
`404`	`unknown_type`	Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo.
`429`	`rate_limited`	Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo.

Notas técnicas

Como esta calculadora valida a entrada e monta a lista de modos

O harmonics opcional é um inteiro de um a cinquenta que escolhe quantos modos sucessivos listar; o padrão é cinco, cobrindo a fundamental mais os quatro modos listados seguintes para tubos abertos, ou os primeiros cinco harmônicos ímpares para tubos fechados. Strings numéricas que analisam para números finitos são aceitas para que formulários e fichas passem valores sem cast extra. Envie um corpo JSON com length positiva obrigatória, sound speed positiva e ends definido como a string open ou closed. Length ausente, length zero, length negativa, velocidade do som zero ou negativa, strings não numéricas, ends vazio e valores de ends desconhecidos falham com invalid_input antes de qualquer frequência ser devolvida, e validação falha não é cobrada. Em sucesso a resposta ecoa length, sound speed e ends, define mode como open_open ou closed_open, informa fundamental e wavelength_fundamental, e preenche um array harmonics em que cada entrada tem índice n começando em um, o número harmônico musical (igual a n para tubos abertos, igual a dois n menos um para fechados), frequência em unidades de tempo inverso coerentes com suas entradas, e o comprimento de onda correspondente. Os resultados são arredondados a uma precisão decimal estável para que a mesma entrada sempre produza o mesmo JSON entre motores JavaScript.

Uso prático, preços, limites e canais de entrega

Use a calculadora gratuita de ressonância de tubo no navegador ao checar lições sobre tubos de órgão, tubos abertos tipo flauta, tubos fechados tipo clarinete ou experimentos de tubo de ressonância de laboratório que medem comprimento para uma frequência conhecida. Paree o comprimento com uma velocidade do som medida ou assumida —ar de sala perto de trezentos e quarenta e três metros por segundo a cerca de vinte graus Celsius é um padrão comum de sala— ou encadeie a partir de um auxiliar de velocidade do som quando a temperatura for a grandeza conhecida. Mantenha comprimentos positivos e dentro de escalas de laboratório ordinárias para que resultados de ponto flutuante permaneçam bem condicionados; o motor também limita magnitudes extremas por segurança de isolamento. Use a API pré-paga quando uma plataforma de tutoria, notebook de projeto de instrumentos, corretor de olimpíadas ou gerador de currículo precisar de JSON estável sob saldo KIT a US$ 0,002 por item bem-sucedido; falhas de validação nunca consomem saldo. Autores que publicam SDK podem mapear o array harmonics diretamente em tabelas de frequência para gráficos e flashcards. Conecte o endpoint a exercícios de acústica, demos de instrumentos de sopro ou scripts de laboratório que já prefiram erros de domínio explícitos —como rejeitar length zero— a widgets opacos que não podem explicar por que uma entrada ruim foi recusada.

Casos de integração

Fixtures determinísticas para testes de acústica

Pipelines e plataformas de aula fixam listas esperadas de fundamental e harmônicos a partir de um oráculo puro em vez de reimplementar fórmulas de onda estacionária em cada idioma.

Ver a documentação completa do KIT →

Executar grátis