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Teoría

Frecuencia propia

La frecuencia propia es la frecuencia con la que un cuerpo capaz de vibrar vibra por sí mismo cuando se le golpea. En una cuerda depende de la longitud, la tensión y la masa; en un diapasón, de la forma de sus ramas. Determina qué nota emite el cuerpo.

Significado
frecuencia más baja con la que un cuerpo vibra libremente
También
frecuencia fundamental, frecuencia natural, vibración fundamental
Cuerda
doble longitud → mitad de frecuencia
Ejemplo
cuerda La al aire de la guitarra: 110 Hz

Qué hace que un cuerpo dé «su» nota

Todo cuerpo al que se golpea y que después sigue vibrando libremente lo hace a un ritmo determinado. Una cuerda pulsada, un diapasón golpeado, una campana, una columna de aire en una flauta: todos tienen frecuencias que fija su construcción, y la más baja de ellas es la frecuencia propia. No depende de la fuerza con que se golpee. Pulsada con más fuerza, la cuerda suena más fuerte, no más aguda.

Una cuerda, cuatro longitudes (distancias en semitonos)

La Re Mi La 5 2 5

La cuerda La al aire (la, 110 Hz) y tres posturas sobre la misma cuerda: en el traste 5, re (146,83 Hz); en el traste 7, mi (164,81 Hz); en el traste 12 otra vez la, una octava más alta con 220 Hz. Las alturas de las notas muestran el sonido, no la partitura de guitarra escrita, que está una octava más alta.

Una cuerda como ejemplo de cálculo

Para una cuerda que vibra de forma ideal, la frecuencia desciende con la longitud, sube con la tensión y desciende con la masa por longitud; con más exactitud: crece con la raíz cuadrada de la tensión y decrece con la raíz cuadrada de la masa por longitud. Las leyes se remontan a Marin Mersenne, que las describió en el siglo XVII. De ello se siguen las filas de la tabla.

Cambio en la cuerdaEfecto sobre la frecuencia propia
Reducir la longitud a la mitad (traste 12)la frecuencia se duplica, una octava más alta
Acortar la longitud a dos tercios (traste 7, aproximadamente)frecuencia ×1,5, una quinta justa más alta
Cuadruplicar la tensiónla frecuencia se duplica
Cuadruplicar la masa por longitud (cuerda más gruesa)la frecuencia se reduce a la mitad

La guitarra es para ello un buen laboratorio. El puente permanece fijo; solo cambia la longitud que vibra cuando se pisa un traste. Cada traste acorta la cuerda de modo que la frecuencia sube por el factor de la raíz duodécima de dos, unas 1,0595. Tras doce trastes la longitud es la mitad y la nota está exactamente una octava más alta. En el traste 7 son siete semitonos, el factor 1,498, es decir, casi exactamente una quinta justa (3:2).

Frecuencia propia, armónico, resonancia

Una cuerda no vibra solo con su frecuencia propia, sino a la vez en partes: en mitades, en tercios y más. Esos son los armónicos; más en Serie de armónicos. La frecuencia propia es el parcial más grave y determina casi siempre la altura percibida. Si otro cuerpo se pone a vibrar por un sonido externo, se habla de resonancia. Es más fuerte cuando la excitación coincide con la frecuencia propia.

Pruébalo tú: Afina la cuerda La de tu guitarra y pisa la misma nota en el traste 5 de la cuerda Mi grave. Ambas cuerdas tienen distinta longitud vibrante, masa y tensión, pero la misma frecuencia propia. Con el afinador ajustas ambas a la misma nota; deben coincidir en el sonido.

Errores frecuentes

  • Confundir frecuencia propia con volumen: un ataque más fuerte hace la nota más fuerte, no más aguda.
  • Creer que dos tercios de longitud son un tercio de frecuencia: cuanto más corta es la cuerda, más aguda es la nota. Dos tercios de la longitud dan una frecuencia una vez y media mayor.
  • Equiparar frecuencia propia y parcial: la frecuencia propia es el parcial más grave; los armónicos se añaden.