Музыкальный инструмент своими руками

XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Личный портфель

Музыкальный инструмент своими руками

Ткачёв Г.А. 1
1МБОУ "Школа № 155" г.о. Самара
Мурина Ю.В. 1
1МБОУ "Школа № 155" г.о. Самара
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Я очень люблю музыку, учусь в музыкальной школе и мне всегда было интересно, можно ли самостоятельно, своими руками, сделать струнный инструмент, наподобие гитары и сыграть на нём веселую мелодию, например, кузнечика.

Актуальность работы: понимание физики звука в музыкальных инструментах помогает музыкантам и любителям музыки лучше воспринимать и развивать свои навыки.

Цель: изучить физические основы работы гитары и их влияние на качество звука, изготовить прототип гитары своими руками.

Задачи:

  1. Узнать об истории создания гитары;

  2. Исследовать как колебания струн создают звук;

  3. Проанализировать влияние толщины и натяжения струн на звук.

  4. Изучить акустические свойства корпуса гитары.

  5. Создать свой простой прототип гитары.

Гипотеза: считаю, что существует взаимосвязь между физическими параметрами гитары и её звуковыми характеристиками, и опираясь на эту взаимосвязь можно сделать гитару даже в домашних условиях.

Объект исследования: гитара.

Предмет исследования: влияние физических параметров гитары на её звуковые характеристики.

Методы исследования: изучение литературных и Интернет-источников по теме исследования, практическая работа

Основная часть

  1. Теоретическая часть

    1. История появления гитары

История гитары начинается в глубокой древности. Одним из первых струнно-щипковых инструментов был шумеро-вавилонский кинор, упомянутый в Библии. В Египте использовали наблу, цитру и нефер, в Индии — вину и ситар, в Древней Руси — гусли, а в Греции и Риме — кифару.

В 3 веке в Китае появились жуань и юэцинь с корпусом из двух дек. Эти инструменты повлияли на развитие струнных инструментов в Европе. В 6 веке возникли мавританские, латинские гитары, лютни и виуэла — первый прототип гитары. Название «гитара» эволюционировало: в Греции — «кифара», в Испании — «cithara», в Италии — «chitarra», во Франции и Англии — «gitar».

В 15 веке в Испании появилась пятиструнная гитара, ставшая символом страны. К концу 18 века она приобрела современный вид благодаря итальянскому гитаристу Мауро Джулиани. В 19 веке испанский мастер Антонио Торрес усовершенствовал инструмент, создав классическую гитару.

Классическая гитара пришла в Россию через испанцев. Первым российским гитаристом стал Николай Макаров, организовавший конкурс в Дублине. В России появилась семиструнная гитара, популярная до середины 20 века.

С появлением фортепиано интерес к гитаре снизился, но возродился с изобретением электрогитары. В 1936 году компания «Рикенбекер» создала первую металлическую электрогитару с магнитными звукоснимателями. В 1950 году Лес Пол разработал деревянную электрогитару, которую передал Лео Фендеру. Конструкция электрогитары с тех пор не изменилась.

    1. Как струны создают звук

Когда вы играете на гитаре, вы создаете звук с помощью струн. Этот звук зависит от нескольких важных факторов. В своей работе я хочу рассмотреть, как работают струны, как их толщина и натяжение влияют на звук, и какую роль играет корпус гитары. Понимание этих вещей поможет мне лучше понять, как создаются разные звуки на гитаре, и даже как можно сделать гитару, которая будет звучать так, как мы хотим.

1. 2. 1. Как струны создают звук

Когда я щипаю, бью или провожу смычком по струне, она начинает вибрировать. Эта вибрация создаёт звуковые волны.

1.2.2. Как струны начинают вибрировать

Когда я играю на струне, то передаю ей энергию. Струна отклоняется от своего обычного положения, а затем возвращается обратно. Это движение натянутой струны в воздухе создаёт звуковые волны.

1.2.3. Как звук струны усиливается

Сама по себе струна не может создать громкий звук. Она создаёт только колебания. Эти колебания передаются на корпус гитары через подставку и нижний порожек. Корпус гитары усиливает эти колебания и превращает их в громкий звук.

1.2.4. Как струна создаёт разные звуки

Струна может вибрировать разными способами. Основной способ – это когда струна вибрирует по всей своей длине. Это создаёт основной звук. Но струна может вибрировать и другими способами, создавая дополнительные звуки, которые делают звучание гитары богатым и интересным.

1.3. Как толщина и натяжение струны влияют на звук

Толщина и натяжение струны очень важны для звучания гитары. Они определяют, насколько высоко или низко будет звучать струна, а также как она будет звучать по тембру.

1.3.1. Натяжение струны

Чем сильнее натянута струна, тем выше будет звук. Если натянуть струну сильнее, она начнёт вибрировать быстрее и издавать более высокий звук. Если ослабить натяжение, струна будет вибрировать медленнее и звук будет ниже.

1.3.2. Толщина струны

Толстые струны звучат ниже, чем тонкие. Это связано с тем, что толстые струны тяжелее и им нужно больше времени, чтобы начать вибрировать. Они также могут передавать больше энергии на корпус гитары, делая звук громче.

1.4.Как корпус гитары усиливает звук

Корпус гитары – это как коробка, которая помогает звуку струны стать громче и интереснее.

1.4.1. . Верхняя часть корпуса (дека)

Когда струна вибрирует, она передает свои колебания на верхнюю часть корпуса гитары. Эта часть начинает вибрировать тоже. Благодаря этому звук струны усиливается. Верхняя часть корпуса также помогает создавать тембр звука.

1.4.2. Внутренняя часть корпуса

Внутри корпуса гитары есть пустота. Эта пустота усиливает низкие звуки, которые создаются струной.

1.4.3. Роль грифа в гитаре.

Гриф в гитаре — это длинная деревянная часть с металлическими ладами и струнами. Он помогает играть музыку.

Вот как он работает:

Лады — это металлические полоски на грифе. Когда гитарист зажимает струну на ладу, звук становится выше.

Струны — гриф держит струны с противоположной стороны от подставки на корпусе гитары. Если гитарист нажимает на струну пальцем, она звучит.

Позиция — гриф позволяет менять высоту звука. Передвигая пальцы по ладам грифа, музыкант изменяет длину струны. Чем короче струна, тем выше звук. Это нужно для игры аккордов и мелодий.

Гриф помогает играть разные мелодии и использовать разные приёмы игры. Например, можно играть плавно, не перебирая струны пальцами (это называется легато), или глушить струны при переходе к следующей ноте (это называется хаммонд).

Гриф должен быть надёжным, чтобы гитарист мог точно нажимать на лады и струны. Это важно для красивой и удобной игры. Ещё гриф влияет на расстояние струн от ладов — правильная высота струн делает игру удобной.

Гриф — это важная часть гитары, которая помогает играть музыку.

1.4.4. Как все части гитары работают вместе

Корпус гитары – это сложная система, которая помогает звуку струны стать лучше. Разные части корпуса усиливают и изменяют звук по-разному, создавая уникальный тембр каждой гитары.

Звук гитары – это результат работы струны и корпуса. Струна создает звук, а корпус помогает ему стать громче и интереснее. Понимание того, как все это работает, помогает создавать гитары, которые будут звучать так, как вы хотите. В следующей части нашего проекта мы проверим, как все эти идеи работают на практике.

  1. Практическая часть

    1. Изготовление гитары

Изготовление обычной гитары очень трудозатратный процесс, для которого нужно обладать специфическими знаниями и умениями. Поэтому в нашей работе мы максимально упрощаем музыкальный инструмент, оставляя только те части гитары, которые нужны для проигрывания простейшей мелодии. Для нашего проекта мы оставили только корпус и 3 струны (с механизмом натяжения). Материалы для нашего музыкального инструмента приобретены в хозяйственном магазине. Нам потребуется:

Список материалов:

  1. Фанера 1 лист 760 мм x 760 м.

  2. Саморезы.

  3. Деревянные бруски 20 мм x 20 мм, длина 3 м.

  4. Деревянный брусок 10 x 20 мм, длина 1 м.

  5. Морилка (краска по дереву).

  6. Струны гитарные 3 шт (№ 1, 2, 3).

  7. Болты м5.

  8. Гайки м5.

Список инструментов:

  1. Электролобзик.

  2. Электродрель.

  3. Шуруповёрт.

  4. Отвёртка крестовая.

  5. Гаечный ключ 8

  6. Кисть.

  7. Наждачная бумага.

  8. Рулетка.

  9. Линейка.

  10. Измерительный уголок.

  11. Карандаш.

Имея представление о том, что корпус гитары представляет собой ящик с резонаторным отверстием. На листе фанеры размечаем будущие детали корпуса (60*25*13см).

Разрезаем фанеру по разметке на 6 деталей. Для того что бы скрепить детали из фанеры, нужен каркас, который мы сделаем из рейки (1,5*1,5см). Детали из фанеры закрепляем на каркасе с помощью саморезов.

На верхней деке будущего инструмента по центру выпиливаем резонаторное отверстие диаметром 11 см. Так же размечаем места крепления подставок для струн. Подставки мы делаем рейки сечением (1*3см). Закрепляем 2 подставки на верхней деке с помощью болтов и гаек. Далее на подставках, закреплённых на корпусе, просверливаем отверстия для крепления натяжения струн. На одной из подставок делаем стационарное крепление для струн, на противоположной собираем механизм натяжения.

До установки струн обрабатываем корпус от заусенцев наждачкой, красим для придания эстетического вида.

Натягиваем 3 гитарные струны. Настройка. Инструмент готов.

Инструмент полностью готов и настроен, попробуем сыграть мелодию «В траве сидел кузнечик». Ура у нас получилось!!!

Заключение

  1. Колебания струн создают звук за счёт передачи вибраций по воздуху в виде звуковых волн. Частота колебаний определяет высоту звука, а амплитуда — его громкость.

  2. Толщина и натяжение струн влияют на звук: более толстые струны и меньшее натяжение обычно приводят к более низкому и насыщенному звуку. Это связано с изменением частоты колебаний и, соответственно, высоты звука.

  3. Акустические свойства корпуса гитары, такие как форма, материал и конструкция, существенно влияют на звучание инструмента. Корпус резонирует с вибрациями струн, усиливая и обогащая звук.

  4. Создание простого прототипа гитары позволяет лучше понять взаимосвязь между конструкцией инструмента и его звучанием. Для этого необходимо учитывать параметры струн, акустические свойства корпуса и другие факторы, влияющие на звук.

Таким образом, я полностью подтвердил свою гипотезу.

 

Список литературы:

  1. К. А. Ярмоленко. «Классическая гитара как динамическая система». Методическое пособие. Россия, Воронеж, 2022.

  2. В. Катанский. Таблицы гитарных аккордов. Построение. Обозначение.

  3. В. Манилов. Букварь гитариста.

  4. С. Арзуманов. Секреты гитарного звука.

  5. https://www.work5.ru/article/rezonans_v_fizike_dlja_chajnikov_prostoe_ob_jasnenie_i_primery

  6. https://www.muztorg.ru/articles/anatomiya-akusticheskoj-gitary

  7. https://skillbox.ru/media/music/guitar-chords-for-beginners/

Просмотров работы: 28