Calcolatore risonanza di tubo
Un tubo di 0,5 m aperto alle due estremità, con il suono a 343 m/s, risuona a 343 Hz e poi a 686, 1029, 1372 e 1715 Hz. Inserisca lunghezza, velocità del suono e se un'estremità è chiusa: vedrà ogni modo con la sua lunghezza d'onda. Gratis nel suo browser.
- Gratis
- Funziona nel suo browser
- Senza registrazione
- I suoi dati restano sul dispositivo
Esegui gratis nel browser
Esempio risolto
- Lunghezza
- 0,5
- Velocità del suono
- 343
- Condizione delle estremità: "open"
- Open
- Armoniche
- 5
- Modalità di calcolo
- open_open
- Fondamentale
- 343
- Lunghezza d'onda fondamentale
- 1
Le colonne d'aria nei tubi sostengono onde sonore stazionarie a frequenze discrete fissate dalla lunghezza, dalla velocità del suono nel mezzo e dal fatto che ciascuna estremità sia aperta o chiusa. Musicisti, studenti di fisica e costruttori di strumenti hanno bisogno della fondamentale e della serie armonica senza ridisegnare ogni volta le formule di tubo aperto e chiuso. Questa capacità prende la lunghezza del tubo, la velocità del suono e un indicatore ends open o closed, e restituisce la frequenza fondamentale, la lunghezza d'onda fondamentale e un elenco strutturato di modi successivi con frequenza e lunghezza d'onda per ciascuno. La lunghezza zero è rifiutata come input non valido perché le formule classiche dividono per la lunghezza.
Tubi aperti contro chiusi e quali frequenze compaiono
Un tubo aperto ideale ha nodi di pressione a entrambe le estremità, così che l'onda stazionaria più lunga è mezza lunghezza d'onda lungo il tubo: la frequenza fondamentale è la velocità del suono divisa per il doppio della lunghezza, scritta f uno uguale a v su due L. I modi superiori impacchettano numeri interi di mezze lunghezze d'onda, dando la serie armonica completa f n uguale a n per v su due L per n uguale a uno, due, tre, e così via.
Un tubo chiuso ha un'estremità chiusa (nodo di spostamento e antinodo di pressione) e una aperta, così che la fondamentale è un quarto di lunghezza d'onda: f uno uguale a v su quattro L. Solo i multipli dispari si adattano nettamente, quindi lo spettro è f uguale a uno, tre, cinque volte la fondamentale, spesso scritto f n uguale a parentesi due n meno uno chiusa per v su quattro L.
L'intento di ricerca si raggruppa intorno a calcolatore di risonanza di tubo, armoniche di tubo aperto, frequenza fondamentale di tubo chiuso, frequenze di canna d'organo e onda stazionaria in un tubo. Le persone vogliono risposte numeriche per una data lunghezza e velocità del suono — l'aria di aula vicino a trecentoquarantatré metri al secondo è comune — non solo un diagramma di nodi e antinodi. Le unità restano coerenti: metri con metri al secondo danno hertz; qualsiasi coppia coerente lunghezza-velocità funziona se si mantiene il rapporto.
Questo prodotto modella geometria ideale senza correzione di estremità, allineandosi a esercizi da libro che ignorano il fattore di correzione di estremità aperta dell'ordine del raggio del tubo.
Casi d'uso
Esercizi di tubo di risonanza compiti e laboratorio
Studenti e correttori calcolano fondamentali e armoniche di tubo aperto e chiuso per L e v dati, con errore chiaro quando la lunghezza è zero o ends manca.
Stime per strumenti a fiato e canne d'organo
Frequenze strutturate rapide per tubi aperti e chiusi prima di applicare correzioni di estremità o modelli di alesaggio specifici del mestiere.
Domande frequenti
Come trovo la frequenza fondamentale di un tubo aperto?
L'array harmonics elenca i modi superiori come multipli interi.
In che modo un tubo chiuso differisce da uno aperto?
Con ends impostato a "closed", la fondamentale è v/(4L) e compaiono solo armoniche dispari: 1×, 3×, 5× la fondamentale. I tubi aperti usano v/(2L) e tutte le armoniche intere.
Cosa succede se la lunghezza del tubo è zero?
Le formule di onda stazionaria dividono per la lunghezza, quindi lunghezza zero non è mai una geometria di risonanza valida e non è addebitata.
Il calcolatore di risonanza di tubo è gratuito?
Lo strumento del browser gira gratis sul Suo dispositivo.
Include la correzione di estremità aperta?
No. Il modello è geometria ideale da libro senza correzione di estremità. Applichi L_eff = L + 0.3d da sé se la formula di laboratorio o di mestiere lo richiede, poi invii la lunghezza effettiva.
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/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)Esempio di richiesta
{
"length": 0.5,
"sound_speed": 343,
"ends": "open"
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.pipe_resonance",
"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.
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
Come questo calcolatore valida l'input e costruisce l'elenco dei modi
L'harmonics opzionale è un intero da uno a cinquanta che sceglie quanti modi successivi elencare; il predefinito è cinque, che copre la fondamentale più i quattro modi elencati successivi per tubi aperti, o le prime cinque armoniche dispari per tubi chiusi. Le stringhe numeriche che si analizzano in numeri finiti sono accettate così che moduli e schede passino valori senza cast extra. Invii un corpo JSON con length positiva obbligatoria, sound speed positiva e ends impostato alla stringa open o closed. Length assente, length zero, length negativa, velocità del suono zero o negativa, stringhe non numeriche, ends vuoto e valori ends sconosciuti falliscono con invalid_input prima che sia restituita alcuna frequenza, e la validazione fallita non è addebitata. In caso di successo la risposta riecheggia length, sound speed e ends, imposta mode a open_open o closed_open, riporta fundamental e wavelength_fundamental, e riempie un array harmonics dove ciascuna voce ha indice n a partire da uno, il numero armonico musicale (uguale a n per tubi aperti, uguale a due n meno uno per chiusi), frequenza in unità di tempo inverso coerenti con i Suoi input, e la lunghezza d'onda corrispondente. I risultati sono arrotondati a una precisione decimale stabile così che lo stesso input produca sempre lo stesso JSON tra motori JavaScript.
Uso pratico, prezzi, limiti e canali di consegna
Usi il calcolatore gratuito di risonanza di tubo nel browser per controllare compiti su canne d'organo, tubi aperti tipo flauto, tubi chiusi tipo clarinetto o esperimenti di tubo di risonanza di laboratorio che misurano la lunghezza per una frequenza nota. Accoppi la lunghezza con una velocità del suono misurata o assunta — aria di stanza vicino a trecentoquarantatré metri al secondo a circa venti gradi Celsius è un predefinito scolastico comune — o concateni da un ausilio di velocità del suono quando la temperatura è la grandezza nota. Mantenga lunghezze positive e entro scale di laboratorio ordinarie affinché i risultati floating-point restino ben condizionati; il motore limita anche magnitudi estreme per sicurezza di isolamento. Usi l'API prepagata quando una piattaforma di tutoraggio, un notebook di progettazione di strumenti, un correttore di gare o un generatore di curriculum ha bisogno di JSON stabile sotto saldo KIT a $0.002 per item riuscito; i fallimenti di validazione non consumano mai saldo. Gli autori che spediscono SDK possono mappare l'array harmonics direttamente in tabelle di frequenza per grafici e flashcard.
Casi di integrazione
Fixture deterministiche per test di acustica
Pipeline e piattaforme didattiche fissano elenchi attesi di fondamentale e armoniche da un oracolo puro invece di reimplementare formule di onda stazionaria in ogni linguaggio.