A frequência fundamental é a menor frequência em um sistema de ressonância. É um conceito vital em instrumentos musicais e muitos aspectos da engenharia. As harmônicas de uma dada onda, por exemplo, são todas baseadas na freqüência fundamental. Para calcular uma frequência fundamental, você precisa do comprimento do sistema ou da onda, bem como de um punhado de outras medidas.

TL; DR (muito longo; não leu)

O cálculo para encontrar a frequência fundamental depende se o sistema vibratório é um tubo, uma corda, um circuito eletrônico ou algum outro mecanismo.

Medir comprimento do sistema

Meça o comprimento do sistema. Esta é uma metade do comprimento de onda da onda que ela carrega. Para um tubo, meça o comprimento do tubo. Para uma corda, meça o comprimento da corda, etc. Registre o comprimento em metros. Se você precisar medir com milímetros, centímetros ou outra unidade, certifique-se de que sua velocidade use as mesmas unidades de comprimento. Por exemplo, use metros se a sua velocidade estiver em metros por segundo.

Calcule a freqüência de um tubo

Divida a velocidade de sua onda em duas vezes o comprimento do sistema. Se o seu tubo estiver fechado em uma extremidade, divida a velocidade em quatro vezes o comprimento. O resultado é a frequência fundamental, em ciclos por segundo ou hertz (Hz). A velocidade de uma onda sonora no ar a 20 graus Celsius é de 343 metros por segundo. Por exemplo:

Para um tubo aberto de comprimento = 0,5 m

A frequência fundamental de uma onda sonora no tubo é:
343 ÷ (2x0.5) = 343 ÷ 1 = 343 Hz

Calcular a freqüência de uma seqüência de caracteres

Calcule a velocidade de uma onda em uma seqüência dividindo a tensão por sua massa por unidade de comprimento. Certifique-se de que as unidades de massa em sua medida de tensão são as mesmas que você notou a massa em si. Por exemplo, se você usar newtons como sua unidade de tensão, expresse sua massa em quilogramas. Pegue a raiz quadrada desse quociente. Divida esse resultado pelo dobro do comprimento. O resultado é a frequência fundamental. Por exemplo:

Para uma corda de piano com massa de 0,02 kg e comprimento de 0,5 m, e massa por unidade de comprimento = 0,02 kg ÷ 0,5 m = 0,04 kg /m

Com uma tensão de 1500 N,
v ^{2 = 1500 N <0,04 kg /m = 37500}