Un diapason è un semplice dispositivo avente due rebbi di uguale lunghezza che si incontrano al centro come una forma di "U" . I denti sono solitamente rotonda o quadrata in sezione trasversale e sono sottili rispetto alla loro lunghezza , che costituisce la maggior parte dell'altezza del diapason . Tipici diapason musicali misurare da circa cinque a otto pollici di lunghezza e hanno una maniglia alla base . Diapason possono essere passiva , che richiede una piccola suoneria per avviare le vibrazioni , o possono avere un dispositivo di pilotaggio che li fa vibrare in continuazione . La maggior parte dei diapason sono riferimenti standard per i campi musicali , anche se alcuni sono campioni di frequenza per la scienza o viceversa.
Modulo di Young
Ingegneri cercando di costruire strutture utilizzano Modulo di Young per determinare se un materiale può contenere fino sotto una quantità prevista di deformazione . Esso misura quanto un materiale si deforma sotto sforzo ; sostanze più dure e più forti come l'acciaio si deformano meno di quelli morbidi come il legno e la plastica . Le misurazioni del modulo di Young per i materiali hanno unità di pressione , come psi o gigapascals . In un diapason , i denti devono piegarsi leggermente nella parte inferiore della U per consentire loro di vibrare ; prende pressione per produrre la piega . Modulo di Young determina quanta pressione i denti prendono per farli piegare , e di quanto si piegano .
Calcolo
La seguente formula determina un diapason di frequenza :
f = (1/2 * pi * L ^ 2) * sqrt ( a * E /rho )
F è la frequenza in cicli al secondo , pi = 3.14159 , L è lunghezza rebbio , sqrt ( ) è la funzione radice quadrata , a è l' area della sezione trasversale dei denti , e è il modulo di Young per il materiale rebbio , e rho è la densità del materiale . Ricorda che col crescere della lunghezza , la frequenza diminuisce , e come area della sezione trasversale e l'aumento del modulo di Young, aumenta f .
Temperatura
implicito, ma non espresso nella precedente formula frequenza è il rapporto tra modulo di Young e temperatura . Molte sostanze ammorbidire l'aumentare della temperatura e irrigidiscono in quanto diminuisce . Questo cambia la risposta di un materiale allo stress ed il suo modulo di Young . Se si riscalda un diapason , la sua frequenza di risonanza diminuisce a causa Modulo del suo giovane diminuisce. Questa diminuzione è lento , tuttavia. La formula mostra che frequenza varia come la radice quadrata del modulo di Young . La frequenza rimane preciso per la maggior parte degli scopi pratici 50-100 gradi Fahrenheit .