Calcolatore frequenza armonica corda
Una corda di 1 m tesa a 100 N con una densità lineare di 0,01 kg/m vibra a 50 Hz nel modo più grave. Inserisca lunghezza, tensione e massa per metro per verificare un'esperienza al sonometro o confrontare corde di chitarra. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- Lunghezza
- 1
- Tensione
- 100
- Densità lineare
- 0,01
- Velocità dell'onda
- 100 Hz
- Frequenza
- 50
- Precisione
- 10
Questo calcolatore della frequenza armonica di una corda restituisce la frequenza fondamentale di una corda vibrante dalla sua lunghezza, tensione e densità di massa lineare usando la relazione ideale per corda sottile f uno uguale a uno su due L per la radice quadrata di T su mu. La frequenza è quanti cicli la corda completa ogni secondo nel suo modo di onda stazionaria più basso; quando la lunghezza è in metri, la tensione in newton e la densità lineare in chilogrammi al metro, il risultato è esattamente in hertz. Una lunghezza pari a zero viene respinta perché la divisione per zero non è definita. Controlli tipici da classe includono un metro, cento newton e zero virgola zero uno chilogrammi al metro per cinquanta hertz, e una lunghezza in scala di chitarra con densità più alta per un'intonazione di gamma media.
Cosa significa la relazione della corda armonica e cosa contiene la risposta
Una corda ideale fissata a entrambe le estremità sostiene onde stazionarie le cui lunghezze d'onda fanno stare un numero intero di semi-lunghezze d'onda nella lunghezza libera L. Il modo più basso, chiamato fondamentale o prima armonica, ha lunghezza d'onda due L e frequenza f uno uguale alla velocità dell'onda su due L. La velocità dell'onda trasversale sulla corda è la radice quadrata della tensione su densità lineare, così la forma chiusa è f uno uguale a uno su due L per la radice quadrata di T su mu.
Fisicamente, una tensione più stretta o una corda più leggera alza l'intonazione; un segmento vibrante più lungo la abbassa. I casi respinti includono campi mancanti, valori non finiti, grandezze oltre il tetto, qualunque lunghezza pari a zero o numericamente zero, densità lineare non positiva, e tensione negativa. Se ti servono armoniche superiori, moltiplica tu stesso la fondamentale per l'indice di modo intero n dopo una chiamata riuscita; se ti serve la frequenza generale dell'onda da sola velocità e lunghezza d'onda, usa lo strumento dedicato per la frequenza d'onda.
Dove si usano i calcoli della fondamentale di una corda nello studio, nel lavoro di laboratorio e nel software
Gli studenti incontrano f uno uguale a uno su due L per la radice quadrata di T su mu quando un manuale passa dalle onde stazionarie a chitarre, pianoforti e sonometri, quando un laboratorio chiede la fondamentale di un filo da lunghezza misurata, massa appesa (convertita in tensione) e massa per lunghezza, o quando un problema di gara dà L, T e mu e richiede hertz senza una calcolatrice sotto il banco.
Gli insegnanti possono pregenerare chiavi di risposta per input modesti senza fidarsi di app opache che cambiano silenziosamente le unità o perdono la notazione scientifica. Gli sviluppatori richiamano lo stesso contratto da script per generare vettori di test deterministici per simulatori di corde, per normalizzare lunghezza e tensione inserite dall'utente prima di tracciare spettri, o per soddisfare enunciati di programming-challenge che richiedono la frequenza fondamentale invece di uno schizzo approssimativo.
Strumenti di prodotto ed educativi usano la relazione quando chi impara digita metri, newton e chilogrammi al metro e l'interfaccia deve mostrare hertz con un chiaro promemoria della formula.
Casi d'uso
Verifiche di compiti a casa e laboratorio
Converti lunghezza, tensione e densità lineare del manuale in frequenza fondamentale in hertz prima di laboratori con sonometro o confronti di intonazione di chitarra.
Software di tutoraggio ed educativo
Normalizza L, T e μ inseriti dall'utente in frequenza fondamentale per lezioni interattive e chiavi di risposta.
Domande frequenti
Come è definita qui la frequenza fondamentale?
Per lunghezza L ≠ 0, tensione T ≥ 0, e densità lineare μ > 0, f₁ = (1/(2L)) · √(T/μ). Con input SI (m, N, kg/m) il risultato è in hertz (Hz).
Questo strumento restituisce armoniche superiori?
No. Restituisce solo la fondamentale f₁. I modi superiori sono fₙ = n · f₁ se ti servono dopo una chiamata riuscita.
Perché i risultati sono arrotondati a una precisione?
La precisione predefinita è di 10 cifre decimali; puoi impostare la precisione da 0 a 15.
Cosa rende una corda più acuta o più grave?
Più tensione o una corda più leggera alzano il suono, mentre una lunghezza vibrante maggiore lo abbassa. La frequenza cresce con la radice quadrata della tensione, quindi quadruplicare la tensione raddoppia soltanto la frequenza.
Come uso una massa appesa per ottenere la tensione?
Moltiplichi la massa appesa, in chilogrammi, per l'accelerazione di gravità locale per avere la tensione in newton, e inserisca quel valore. Il calcolatore si aspetta la tensione, non la massa.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo 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)Esempio di richiesta
{
"length": 1,
"tension": 100,
"linear_density": 0.01
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.harmonic_string",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Limiti
max_abs_length | 1000000000000000 |
max_abs_tension | 1000000000000000 |
max_abs_linear_density | 1000000000000000 |
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Il motore è completamente deterministico: valida i tre input, costruisce la velocità dell'onda come radice quadrata di tensione su densità, divide per due volte la lunghezza, arrotonda alla precisione scelta, e restituisce un oggetto JSON stabile senza chiamate di rete, senza campionamento e senza scorciatoie legate alla data.
Cosa significa la relazione della corda armonica e cosa contiene la risposta
Questo calcolatore prende length, tension e linear_density, li valida come numeri finiti entro i tetti di grandezza documentati, e restituisce gli input arrotondati, la wave_speed intermedia, la frequenza fondamentale in hertz sotto assunzioni SI, la precisione usata, un'etichetta di metodo harmonic_string_fundamental, una breve stringa di formula, e l'etichetta di unità Hz. Non c'è alcuna stima spettrale approssimata da audio, nessuna FFT di un campione pizzicato e nessun campionamento casuale di periodi: il motore costruisce un quoziente esatto in virgola mobile oppure rifiuta l'input con invalid_input. Questa pagina risponde solo al percorso della fondamentale di corda vibrante, con un'uscita numerica stabile adatta a schede di esercizi, test unitari e consumatori API che non devono inventare passaggi simbolici intermedi.
Come vengono letti lunghezza, tensione e densità e come f₁ resta riproducibile
Il segno più iniziale opzionale e la notazione scientifica su stringhe numeriche sono ammessi quando si interpretano come decimali finiti; spazi incorporati, prefissi esadecimali e token non numerici vengono respinti con un messaggio chiaro, così che una cella sbagliata non diventi un'intonazione errata. Tensione pari a zero è valida e produce semplicemente frequenza pari a zero e velocità dell'onda pari a zero. La densità lineare deve essere strettamente positiva così che la radice quadrata di T su mu sia definita; la tensione negativa viene respinta come non fisica per questo modello. I campi preferiti sono length per la lunghezza libera vibrante, tension per la forza assiale, e linear_density per la massa per unità di lunghezza, ma sono accettati anche gli alias L, string_length e len per la lunghezza, T, force e F per la tensione, e mu, density e mass_density per la densità lineare, così che fogli di calcolo, stringhe di query e moduli tipizzati possano riusare lo stesso contratto. La lunghezza deve essere diversa da zero: se la lunghezza assoluta è pari o inferiore a un piccolo epsilon, la richiesta fallisce con invalid_input perché la divisione per zero non è una frequenza. Abbina l'esecuzione gratuita nel browser di questa pagina all'API a pagamento quando ti serve lo stesso risultato matematico dentro una pipeline automatizzata senza reimplementare da solo la radice quadrata e la divisione.
Dove si usano i calcoli della fondamentale di una corda nello studio, nel lavoro di laboratorio e nel software
In questa pagina il lavoro gira interamente nel tuo browser; tramite l'API ogni ricerca riuscita costa $0.002, la validazione fallita non viene addebitata e nulla viene conservato dopo la restituzione della risposta. Questa distinzione — esplorazione interattiva gratuita e API a pagamento identica — corrisponde al resto del catalogo tier A del KIT e ti permette di passare da una dimostrazione in classe a una pipeline automatizzata senza cambiare il risultato matematico. Abbinalo all'endpoint generale della frequenza d'onda quando conosci già velocità e lunghezza d'onda, e ad altri endpoint di fisica quando costruisci un piccolo laboratorio di calcolatori gratuiti e deterministici.
Casi di integrazione
Fixture di test deterministiche
Genera valori riproducibili di f₁ per test unitari, verifiche di proprietà e asserzioni CI in simulatori di corde o audio.
Domande tecniche
Quanto costa il calcolatore della frequenza armonica di una corda?
È gratuito nel browser su questa pagina. Tramite l'API una richiesta riuscita costa $0.002; gli input non validi non vengono addebitati.
Cosa succede se la lunghezza è zero?
L'input viene respinto con invalid_input. Lunghezza = 0 rende f₁ = (1/(2L))√(T/μ) non definito (divisione per zero).