Fuerza de tensión en cuerdas de guitarra
El timbre es una de las propiedades que caracteriza a un sonido (junto con el tono, duración e intensidad) nos permite identificar un instrumento de otro aún produciendo la misma nota musical. Así, podemos diferenciar entre un LA producido por una guitarra, por un violín o por un piano, que son instrumentos de cuerda, de otros como el clarín, el clarinete y la flauta que son de viento o del tambor, platillos o diapasón que son instrumentos de percusión.
La mayor parte de los sonidos musicales se componen de una superposición de muchas frecuencias llamadas tonos parciales. La frecuencia más baja se llama frecuencia fundamental (o escala fundamental). Por ejemplo, si consideramos un objeto susceptible de vibrar, como una cuerda, y analizamos las ondas que emite, su frecuencia fundamental coincide con la frecuencia más baja en que esta cuerda puede vibrar estacionariamente. Los calificativos para definir el timbre en un sonido musical son de carácter puramente subjetivo. También depende del número de sobretonos presentes.
Hablemos ahora de cuerdas de guitarra. Cuando se afina una guitarra lo que se hace es cambiar la longitud y el grosor de las cuerdas -tensionarlas- y comparar el sonido de las cuerdas de dos en dos: una vibrando libremente y la otra al aplicarle tensión para que emitan frecuencias semejantes. Como el grosor es fijo, la variable que ajustamos es la tensión.
Cuando pulsamos libremente la 5ª cuerda y la comparamos con la 6ª, observamos en primera instancia que el grosor no es el mismo, la 6ª es una cuerda más gruesa y su vibración produce un sonido más grave, al reducir su longitud aumentamos la frecuencia con la que vibra y al tensarla hacemos que esa vibración sea mayor, con estas dos variables, la tensión y la longitud, podemos lograr igualar las frecuencias de los sonidos producidos, y al dejar libre la 6ª cuerda observamos que ambos sonidos ya no son los mismos.
Podemos analizar una cuerda estirada para determinar su frecuencia natural. Sus extremos deben estar fijos y sin pisadas. La tabla de frecuencias naturales, $f_n$, de las diferentes notas musicales es la siguiente:
Nota musical | Frecuencia [Hz] |
---|---|
DO | 264 |
RE | 297 |
MI | 330 |
FA | 352 |
SOL | 396 |
LA | 440 |
SI | 495 |
DO | 528 |
Pero, si se te llegara a romper alguna cuerda, por ejemplo la 6ª, es posible que no tengas a la mano una similar por lo que, puedes poner otra de diferente grosor (tal vez una 5ª o 4ª) pero la tensión que llevará ésta será menor para que suene de manera similar a lo esperado. La tensión será diferente dependiendo del lugar que ocupe y de la cuerda de que se trate.