Calculadora de frecuencia armónica de cuerda
Una cuerda de 1 m con 100 N de tensión y una densidad lineal de 0,01 kg/m vibra a 50 Hz en su modo más grave. Escriba longitud, tensión y masa por metro para comprobar una práctica con sonómetro o comparar cuerdas de guitarra. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Largo
- 1
- Tensión
- 100
- Densidad lineal
- 0,01
- Rapidez de onda
- 100 Hz
- Frecuencia
- 50
- Precisión
- 10
Esta calculadora de frecuencia armónica de cuerda devuelve la frecuencia fundamental de una cuerda vibrante a partir de su largo, su tensión y su densidad lineal de masa, usando la relación ideal de cuerda delgada f uno igual a uno sobre dos L por la raíz cuadrada de T sobre mu. La frecuencia es cuántos ciclos completa la cuerda cada segundo en su modo de onda estacionaria más bajo; cuando el largo está en metros, la tensión en newtons y la densidad lineal en kilogramos por metro, el resultado queda exactamente en hercios. Un largo de cero se rechaza porque la división entre cero no está definida. Comprobaciones típicas de aula incluyen un metro, cien newtons y cero coma cero uno kilogramos por metro para cincuenta hercios, y un largo a escala de guitarra con mayor densidad para un tono de rango medio.
Qué significa la relación de cuerda armónica y qué contiene la respuesta
Una cuerda ideal fija en ambos extremos admite ondas estacionarias cuyas longitudes de onda encajan medias longitudes de onda enteras en el largo libre L. El modo más bajo, llamado fundamental o primer armónico, tiene longitud de onda dos L y frecuencia f uno igual a la rapidez de onda sobre dos L.
La rapidez de onda transversal en la cuerda es la raíz cuadrada de la tensión sobre la densidad lineal, así que la fórmula cerrada es f uno igual a uno sobre dos L por la raíz cuadrada de T sobre mu. Físicamente, una tensión más ajustada o una cuerda más ligera eleva el tono; un segmento vibrante más largo lo baja.
Si necesita armónicos superiores, multiplique usted mismo el fundamental por el índice entero de modo n tras una llamada exitosa; si necesita la frecuencia de onda general solo a partir de rapidez y longitud de onda, use la herramienta dedicada de frecuencia de onda.
Dónde encajan los cálculos fundamentales de cuerda en el estudio, el trabajo de laboratorio y el software
Los estudiantes se encuentran con f uno igual a uno sobre dos L por la raíz cuadrada de T sobre mu cuando un libro de texto pasa de las ondas estacionarias a las guitarras, los pianos y los sonómetros, cuando un laboratorio pide el fundamental de un alambre a partir del largo medido, la masa colgante (convertida en tensión), y la masa por largo, o cuando un problema de concurso da L, T y mu y exige hercios sin una calculadora bajo el escritorio.
Los docentes pueden pregenerar claves de respuesta para entradas modestas sin confiar en apps opacas que cambian de unidad en silencio o pierden la notación científica. Los desarrolladores llaman al mismo contrato desde scripts para sembrar vectores de prueba deterministas para simuladores de cuerda, para normalizar el largo y la tensión introducidos por el usuario antes de graficar espectros, o para satisfacer enunciados de desafíos de programación que exigen la frecuencia fundamental en lugar de un boceto improvisado.
Las herramientas de producto y educación usan la relación cuando quien aprende escribe metros, newtons y kilogramos por metro, y la interfaz debe mostrar hercios con un recordatorio de fórmula claro.
Qué puede hacer con ella
Comprobaciones de tareas y laboratorio
Convierta el largo, la tensión y la densidad lineal de un libro de texto en frecuencia fundamental en hercios antes de laboratorios de sonómetro o comparaciones de tono de guitarra.
Software de tutoría y educación
Normalice L, T y μ introducidos por el usuario en frecuencia fundamental para lecciones interactivas y claves de respuesta.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto cuesta la calculadora de frecuencia armónica de cuerda?
Es gratis en su navegador en esta página.
¿Cómo se define aquí la frecuencia fundamental?
Para un largo L ≠ 0, una tensión T ≥ 0, y una densidad lineal μ > 0, f₁ = (1/(2L)) · √(T/μ). Con entradas en SI (m, N, kg/m), el resultado queda en hercios (Hz).
¿Esta herramienta devuelve armónicos superiores?
No. Solo devuelve el fundamental f₁. Los modos superiores son fₙ = n · f₁ si los necesita tras una llamada exitosa.
¿Por qué los resultados se redondean a una precisión?
La precisión por defecto es de 10 decimales; puede fijar precision entre 0 y 15.
¿Qué hace que una cuerda suene más aguda o más grave?
Más tensión o una cuerda más ligera suben el tono, y una longitud vibrante mayor lo baja. La frecuencia crece con la raíz cuadrada de la tensión, así que cuadruplicar la tensión solo duplica la frecuencia.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/harmonic-string \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"length":1,"tension":100,"linear_density":0.01}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/harmonic-string", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"length": 1,
"tension": 100,
"linear_density": 0.01
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/harmonic-string",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"length": 1,
"tension": 100,
"linear_density": 0.01
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/harmonic-string", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"length":1,"tension":100,"linear_density":0.01}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"length":1,"tension":100,"linear_density":0.01}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/harmonic-string", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"length": 1,
"tension": 100,
"linear_density": 0.01
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.harmonic_string",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Límites
max_abs_length | 1000000000000000 |
max_abs_tension | 1000000000000000 |
max_abs_linear_density | 1000000000000000 |
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
El motor es totalmente determinista: valida las tres entradas, construye la rapidez de onda como la raíz cuadrada de la tensión sobre la densidad, divide entre dos veces el largo, redondea a la precisión elegida, y devuelve un objeto JSON estable, sin llamadas de red, sin muestreo y sin atajos que dependan de la fecha.
Qué significa la relación de cuerda armónica y qué contiene la respuesta
Esta calculadora toma length, tension y linear_density, las valida como números finitos dentro de los techos de magnitud documentados, y devuelve las entradas redondeadas, la wave_speed intermedia, la frecuencia fundamental en hercios bajo suposiciones SI, la precisión usada, una etiqueta de método harmonic_string_fundamental, una breve cadena de fórmula, y la etiqueta de unidad Hz. No hay estimación espectral aproximada a partir de audio, ni FFT de una muestra pulsada, ni muestreo aleatorio de periodos: el motor construye un cociente exacto en punto flotante o rechaza la entrada con invalid_input. Los casos rechazados incluyen campos ausentes, valores no finitos, magnitudes por encima del techo, cualquier largo que sea cero o numéricamente cero, densidad lineal no positiva, y tensión negativa.
Cómo se leen el largo, la tensión y la densidad, y cómo se mantiene reproducible f₁
Se permiten signos más iniciales opcionales y notación científica en cadenas numéricas cuando se interpretan como decimales finitos; los espacios incrustados, los prefijos hexadecimales y los tokens no numéricos se rechazan con un mensaje claro para que una celda mal escrita no se convierta en un tono incorrecto. Una tensión de cero es válida y simplemente da frecuencia cero y rapidez de onda cero. La densidad lineal debe ser estrictamente positiva para que la raíz cuadrada de T sobre mu esté definida; la tensión negativa se rechaza por no ser física en este modelo. Los campos preferidos son length para el largo libre vibrante, tension para la fuerza axial, y linear_density para la masa por unidad de largo, pero se aceptan alias como L, string_length y len para el largo, T, force y F para la tensión, y mu, density y mass_density para la densidad lineal, de modo que hojas de cálculo, cadenas de consulta y formularios tipados puedan reutilizar el mismo contrato. El largo debe ser distinto de cero: si el largo absoluto está en o por debajo de un pequeño épsilon, la solicitud falla con invalid_input porque la división entre cero no es una frecuencia. Un campo opcional precision, con los alias decimals y dp, elige cuántos decimales se muestran para los campos numéricos, con valor por defecto de diez y un tope de quince para que los goldens JSON se mantengan estables. Combine la ejecución gratuita en el navegador de esta página con la API de pago cuando necesite el mismo resultado matemático dentro de una canalización automatizada sin reimplementar usted mismo la raíz cuadrada y la división.
Dónde encajan los cálculos fundamentales de cuerda en el estudio, el trabajo de laboratorio y el software
En esta página el trabajo se ejecuta enteramente en su navegador; a través de la API cada consulta exitosa cuesta $0.002, la validación fallida no se cobra y no se guarda nada después de devolver la respuesta. Esa división —exploración interactiva gratuita y una API de pago idéntica— coincide con el resto del catálogo de nivel A del KIT y le permite pasar de una demostración de aula a una canalización automatizada sin cambiar el resultado matemático. Combínela con el endpoint general de frecuencia de onda cuando ya conozca la rapidez de onda y la longitud de onda, y con otros endpoints de física cuando esté construyendo un pequeño laboratorio de calculadoras gratuitas y deterministas.
Casos de integración
Fixtures de prueba deterministas
Genere valores reproducibles de f₁ para pruebas unitarias, comprobaciones de propiedades y aserciones de CI en simuladores de cuerda o audio.
Preguntas técnicas
¿Qué ocurre si el largo es cero?
La entrada se rechaza con invalid_input. Length = 0 hace que f₁ = (1/(2L))√(T/μ) no esté definido (división entre cero).