¿Cómo funciona una guitarra?

Aquí hay cuatro maneras diferentes posibles:

  1. La cuerda pulsada vibra longitudinalmente, haciendo vibrar el aire a su alrededor. Este aire que vibra hace que el aire dentro de la caja de resonancia también vibre, lo que también hace vibrar el aire exterior.

  2. La cuerda pulsada vibra longitudinalmente, haciendo vibrar el aire a su alrededor. Este aire que vibra hace que la pared frontal de la caja de resonancia también vibre, lo que hace vibrar el aire exterior.

  3. La cuerda pulsada tiene una tensión variable; cuando es más larga tiene más tensión y cuando está en la mitad de su ciclo tiene menos. Esta tensión cambiante hace que la guitarra vibre debido al efecto en el puente y/o la cejilla. Las paredes vibratorias de la guitarra, particularmente la pared frontal de la caja de resonancia, hacen vibrar el aire exterior.

  4. La cuerda pulsada tiene vibración transversal, y ese movimiento lateral en el puente o la cejilla es de alguna manera lo que hace vibrar el cuerpo de la guitarra.

1 no tiene sentido para mí, pero por lo que sé, podría ser cierto. Si es cierto, una cuerda bajo tensión que no tiene conexión con una caja de resonancia haría que la caja de resonancia hiciera un ruido fuerte si la cuerda vibrante estuviera cerca de la caja de resonancia.

2 ayudaría a explicar por qué los fabricantes de guitarras a menudo usan una madera costosa para el frente y maderas baratas para los aros y el fondo, porque el frente es particularmente importante para vibrar correctamente.

Tanto el n.º 1 como el n.º 2 tienen la desventaja de que la cuerda no es muy buena para hacer vibrar el aire, por lo que se necesita una caja de resonancia y, sin embargo, dependemos de la vibración del aire de la cuerda para hacer que la caja de resonancia se mueva.

3 y 4 también explicarían la costosa madera en el frente. Las guitarras de la marca Ovation utilizan un plástico resistente para los lados y el fondo, con muy poca diferencia de tono.

La acoustocaster de Godin aparentemente puede funcionar como una guitarra acústica sin ningún orificio de sonido. Si es así, dudo que el aire que vibra dentro del cuerpo de la guitarra sea crítico.

Metí un suéter dentro de mi guitarra y no pude notar ninguna diferencia en el sonido excepto cuando realmente tocó una cuerda.

Intenté deslizar un trozo de cartón delgado y rígido sobre la boca mientras tocaba una nota, y no noté ninguna diferencia en el sonido.

Empecé pensando que había una diferencia entre un efecto causado por un movimiento transversal de la cuerda y el efecto causado por una diferencia de tensión longitudinal en el puente. Pero ahora no estoy seguro de entender la diferencia en una guitarra. Puedo decir que sonaba casi igual cuando lo tocaba hacia arriba que hacia los lados, pero no podía hacerlo muy alto sin zumbar contra los trastes.

Realmente tiendo a pensar que el efecto en la caja de resonancia es longitudinal en un arpa irlandesa. Pero podría estar equivocado. No veo como probarlo.

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La respuesta de Safesphere es excelente y explica muchas cosas que quería saber.

Mi pregunta restante es un poco académica y tal vez no valga la pena responderla, pero sigo teniendo curiosidad. Lo abordaré como un experimento mental.

Imagina que tienes un cable de guitarra con los extremos incrustados en dos paredes de hormigón, estirados. No ceder en esas paredes en absoluto. Sujeta un pequeño peso de pesca al cable en el punto medio. Si tira del cable, claramente está provocando un movimiento lateral. La cuerda vibrará lateralmente debido a la masa del peso de pesca versus el estiramiento del cable. La cuerda es un resorte y su vibración depende de la masa frente al estiramiento.

Ahora imagina que tomas el mismo cable de guitarra y en su lugar conectas un extremo a un dinamómetro. Si la vibración es lo suficientemente lenta, espero que veas que la carga cambia en una onda sinusoidal cuando tocas la cuerda. Y espero que sea principalmente por el cambio en la fuerza longitudinal de la cuerda estirada, y no por el cambio angular de la vibración transversal de la cuerda.

De manera similar, si conecta una caja de resonancia a un extremo de la cuerda en lugar de una pared sólida de concreto, espero que el efecto en la caja de resonancia sea probablemente más por el cambio de tensión que por el movimiento transversal de la cuerda.

Pero este es un punto delicado, probablemente no valga la pena discutir mucho.

Respuestas (1)

Las oscilaciones de cuerda son principalmente transversales (una onda estacionaria). El movimiento de las cuerdas hace que la tensión oscile, aplicando así una fuerza variable sobre la tapa de la guitarra a través del puente y la silleta. Las cuerdas tocan muy poco el aire (como es evidente en una guitarra eléctrica sin amplificación). Esto se debe a que la impedancia de la onda acústica del aire no coincide con la de la cuerda, por lo que la transferencia de energía no es eficiente. La tapa de la guitarra actúa como un transformador adaptando las impedancias. La tensión de la cuerda mueve la tapa y la tapa mueve el aire.

Sin embargo, la parte superior es un dipolo, lo que significa que mueve el aire por encima y por debajo de sí mismo fuera de fase. La ola generada debajo de la parte superior debe tener su fase y dirección invertidas para agregarse a la ola generada arriba. El cuerpo de la guitarra actúa como un inversor de fase con un orificio de sonido que actúa como un puerto en un altavoz con puerto. La función principal del fondo y los aros de la guitarra no es vibrar, sino simplemente reflejar el sonido. Por esta razón, las especies de madera dura como el palo de rosa funcionan mejor, pero también funciona la madera laminada o el plástico. Esto contrasta con la tapa de la guitarra, cuya función es vibrar, por lo que la calidad de la madera es crítica allí (típicamente, pero no exclusivamente, abeto o cedro).

La onda trasera invertida dentro del cuerpo de la guitarra y que sale por la boca de sonido no es del 100%, por supuesto, debido a varias pérdidas. Incluso si tuviera la misma amplitud que la onda frontal, aumentaría el volumen solo en 6dB. En realidad, es menor y, por lo tanto, no es críticamente audible. Esta es la razón por la que no escucha mucho el cambio de volumen cuando cubre el orificio del sonido o coloca un suéter dentro de una guitarra. Tenga en cuenta que los altavoces también existen sin puerto y la mayoría de los altavoces tienen fibra de vidrio en el interior como un suéter en la guitarra.

Entonces, fuera de sus opciones, una combinación de 4 y, en consecuencia, 3 es correcta, excepto que el aire se mueve principalmente por la parte superior, pero no directamente por las cuerdas.

excelente respuesta @safesphere, este tema es de gran interés para mí, habiendo tocado la guitarra y el bajo durante los últimos 48 años.
@nielsnielsen ¡Gracias señor! Tenga en cuenta también que, a pesar de un error común, el cuerpo de la guitarra no es un resonador. De hecho, el objetivo es que todas las notas suenen uniformemente sin que sobresalga ninguna resonancia. El principal objetivo de diseño allí es sintonizar el cuerpo como el inversor de fase más eficiente para bajas frecuencias (exactamente como en un altavoz con puertos). Existen guitarras con más de una boca en la tapa e incluso en el lateral cerca del mástil (como esta por ejemplo: hillguitar.com).
sí, se trata de igualar la impedancia... y estoy tratando de elaborar un diseño de bajo que use un cono de altavoz de 15" como superficie resonante, con un puerto reflejo en el cuerpo, y un cuerpo del mismo tamaño que el reflejo recinto para el que se diseñó el altavoz. Consulte mi página web www.nielsenkillowatt para ver fotos de algunos de mis diseños. Saludos cordiales, Niels
Se han realizado varios intentos a lo largo de los años para construir "bajos acústicos" en los que el acoplamiento de cuerdas al radiador es como usted describe. Estos irradian muy mal, pero mi segundo parlante/bajo resonador (que incorporé en una maleta) irradia mejor que cualquier bajo acústico del mercado. tiene las cuerdas atadas al cono, por lo que el cono se ve obligado a moverse con la cuerda, pero no requiere que tome ninguna carga de tensión o precarga estática (como en los resonadores dobro, que tienen que usar conos de aluminio por este motivo).
Hmmmm... ¡déjame masticar eso durante la noche!
¡Gracias! Tu respuesta muestra muchas cosas prácticas que quería saber. Hay una cosa teórica que no me queda muy clara, pero es una cuestión académica que no es realmente importante.
@JThomas Por "algo teórico" debe referirse a la impedancia de onda acústica ( en.wikipedia.org/wiki/Acoustic_impedance ). Simplemente se refiere a las propiedades del medio en el que oscila la onda. Las cuerdas están hechas de acero o nailon. Bajo una alta tensión se mueven con una gran fuerza, pero tienen un área de superficie pequeña, por lo que no involucran mucho aire en el movimiento. Necesitamos transformar la fuerza en un área más grande para igualar la impedancia del aire. La tapa de la guitarra actúa como tal transformador movido por la fuerza de la cuerda y a su vez mueve mucho aire con su gran superficie.
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