Вчені виявили головні фізичні закони гри на гітарі

Британський фізик і за сумісництвом гітарист-аматор Девід Граймс (David Robert Grimes) вивчив акустичну динаміку струни у гітари. Результати свого дослідження автор, фахівець в області радіомедицини, що займається застосуванням методів променевої терапії в онкології, опублікував у журналі PLoS ONE.

Вчений представив математичні рівняння, що описують вібрацію струнної гітари. З їх аналізу випливає, що на висоту звуку вирішальний вплив робить товщина струни і її модуль Юнга - величина, що характеризує властивості пружності матеріалу. Отримане рівняння Граймс перевірив на досвіді і прийшов до задовільних результатів випробувань. Також британець вивчив вплив підтяжки струни під різними кутами на висоту звуку. На відміну від піаніно, при грі на гітарі додаткові ноти виходять в результаті вигинів струни, що і досліджував Граймс.

Для класичної струни висота звуку тим вище, чим тонше, коротше і сильніше натягнута струна, а основним способом зміни даної властивості є регулювання цих параметрів. Висота звуку пов'язана з частотою акустичних коливань повітря, тобто з ростом частоти коливань зростає і висота звуку. У застосуванні до теорії музичних інструментів часто звук з певною висотою називають тоном.

Раніше вчені досліджували коливання струни, зокрема, для щипкових інструментів, проте дослідження доктора Граймса, шанувальника Брайана Мея з Queen, додатково привели до опису зв'язку між висотою звуку і підтяжкою, а також модулем Юнга струни. Спеціаліст сподівається, що його робота знайде застосування у виготовленні струнних пристроїв, а також може послужити хорошим прикладом дослідної роботи в рамках загального курсу фізики.