음향 생산의 물리학 : Brass Playing의 레버리지 및 기계적 이점

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기계 장점은 시스템에서 입력 힘을 입력하기 위해 출력 전력의 비율입니다. 황동 악기에서, 그것은 더 큰 운동 또는 봄 저항을 생성하기 위해 밸브 버튼 또는 슬라이드 그립에 작은 힘을 적용 할 수 있습니다. 레버리지, 기계적 장점의 특정 유형, fulcrum 주위에 엄밀한 팔을 사용하여 힘 또는 거리를 극복합니다. 두 원칙은 밸브를 눌러서 모든 시간 황동 플레이어가 밸브를 밀어하거나 슬라이드를 이동합니다.

레버리지 및 기계적 장점 이해: 기초 개념

레버는 3개의 구성 요소로 이루어져 있습니다: 노력 (힘 적용), 짐 (경찰에 저항), 그리고 fulcrum (피벗 포인트). 레버는 이 성분의 배열에 근거를 둔 3개의 순서로 분류됩니다. 금관 악기 벨브에서는, 벨브 단추는 일반적으로 초 종류 레버 로 행동합니다 (단 하나 끝에 있는, 중간에 짐, 반대 끝에 노력) 또는 [를 통제하는 동안, 레버는 디자인에, 더 이상적 통제를 극소화합니다.

기계적 장점 (MA)은 하중 팔 길이에 노력 팔 길이의 비율로 계산됩니다. 더 긴 노력 팔 (플레이어가 힘을 적용하는 fulcrum에서 거리)는 하중 팔에 상대적 힘을 더 높은 MA를 제공합니다, 더 적은 힘이 필요합니다. 역동적으로, 더 짧은 노력 팔은 더 많은 힘을 필요로하지만 빠른 움직임을 허용 할 수 있습니다. 악기 디자이너는 이러한 요소를 균형 잡히지 않고 피로 저항 느낌을 달성해야합니다.

레버의 물리에 더 깊은 다이빙을 위해 ]Britannica의 레버 엔트리는 세 가지 클래스와 실제 응용 프로그램의 견고한 개요를 제공합니다.

밸브 메커니즘 : 레버리지 모양 재생 가능

피스톤 밸브 및 레버 팔 길이

trumpets, cornets 및 flugelhorns에서 가장 일반적인 밸브 유형은 Périnet 피스톤 밸브입니다. 밸브 버튼은 봄에 밀어 넣는 줄기에 연결하고 케이스 안쪽 피스톤을 이동합니다. 레버 팔으로 버튼 자체 기능은. 많은 제조업체는 밸브를 눌러 필요한 힘을 감소시키는 노력 팔 길이를 증가, 다른 높이의 밸브 버튼을 제공합니다. 이것은 작은 손 또는 약한 손가락으로 플레이어가 종종 장시간 밸브 버튼을 선호하는 이유입니다.

피스톤 밸브의 fulcrum은 버튼 피벗이-보통 버튼이 줄기 가이드를 충족하는 플랜지가 있습니다. 하중은 피스톤과 케이싱 사이의 스프링 텐션 플러스 마찰입니다. 잘 설계 된 밸브 시스템은 레버 팔이 편안하고 짧은 빠른 반복을 허용하기 위해 충분히 기계적 이점을 제공하기 위해 충분히 길다는 것을 보장합니다.

로터리 밸브 및 기어드 액션

로타리 밸브, 프랑스 경적 및 일부 유 폰늄 및 tubas에 공통, 다른 기계 설정 사용. 플레이어는 기계적 링크 (문자, 막대, 또는 기어)를 통해 로터를 회전 (레버) 패들 (레버)를 눌러. 패들 길이, 피벗 포인트 및 링크 비율은 모두 기계적 장점에 기여합니다. 특히 악기가 왼쪽 손으로 잡고 밸브가 정확하고 빠른 행동을 요구하기 때문에 최적화 된 패들 길이에서 혜택을.

회전 밸브에서 기계적 장점은 패들 크기 또는 링크의 레버리지 포인트를 변경하여 조정할 수 있습니다. 일부 사용자 정의 빌더는 개별 손 크기와 강도에 맞게 스왑 가능한 패들 또는 조절 가능한 스트로크 길이를 제공합니다.

봄 긴장과 저항

벨브 안쪽에 봄은 피스톤을 돌려보내고 그것의 본래 위치에 회전자 돌려보냅니다. 봄 긴장은 직접 선수가 극복해야 하는 방법 영향을 미칩니다. 더 가벼운 봄은 더 높은 기계적인 이점 (무게 노력)를, 그러나 너무 빛, 벨브가 빨리 돌려보내지 않을지도 모르거나 완전히, 진피 활동을 일으키는 원인이 될지도 모릅니다. Heavier 봄은 더 노력이 필요하지만, 레버 팔과 일치하는 때 응답 속도를 개량할 수 있습니다. 봄 세트로 많은 직업적인 trumpeters 실험은 그들의 연주 작풍을 위한 이상적인 균형을 찾아내기 위하여 놓습니다.

  • 봄 정렬: 잘못된 봄은 효과적인 기계적 장점을 감소 시키는 옆 마찰을 추가합니다.
  • 윤활제는 정기적으로: 내부 마찰 감소는 더 적은 힘이 들어오는 저항에 낭비되기 때문에 효과적인 기계적인 이점을 증가합니다.
  • Consider 사용자 정의 밸브 버튼:] 확장 또는 인체 공학적으로 모양의 버튼은 특정 핸드 아나토마를 가진 플레이어에 대한 레버리지를 향상시킬 수 있습니다.

슬라이드 메커니즘: 액션에 레버리지

Trombone 슬라이드는 레버 시스템

trombone 슬라이드는 음악가의 자신의 몸을 통해 기계의 장점의 주요 예입니다. 어깨에서 손으로, 어깨와 함께 행동, fulcrum으로 어깨와 함께 레버 역할을합니다. 슬라이드 브레이스의 손은 외부 슬라이드 튜브를 이동하기 위해 힘을 적용합니다. 팔은 긴 레버이기 때문에, 어깨에 작은 움직임은 손에 더 큰 움직임을 생성합니다. 이것은 플레이어에게 속도와 정밀도를 제공합니다.

그러나 슬라이드 자체는 고전적으로 정의 된 레버가 아닙니다. 망원경 튜브입니다. 기계적 장점은 팔의 레버에서 온다. 장점을 극대화하려면 플레이어는 비교적 편안한 위 팔을 유지하고 손목과 배를 사용하여 운동을 시작해야합니다. 슬라이드 브레이스를 통해 효과적인 기계적 장점과 느린 응답을 줄이는 불필요한 긴장을 생성합니다.

튜닝 슬라이드 및 F 첨부 파일

튜닝 슬라이드 및 트리거 운영 슬라이드 (예 : trombone F 첨부 파일 또는 euphonium 4 밸브)는 작은 레버 팔 또는 기어를 통합합니다. 튜닝 슬라이드는 종종 플레이어가 끌어 당거나 밀어주는 링 또는 키가 장착되어 있습니다. 핸들 또는 링의 길이는 적용된 힘을 다룹니다. 예를 들어,베이스 trombone에 긴 스트로 트리거는 높은 기계적 이점을 제공합니다. 과도한 팔 운동없이 확장 된 위치에 도달하기 쉽습니다.

일부 euphoniums 및 tubas에, 트리거 메커니즘은 악기에 장착 된 피벗 포인트와 레버를 사용합니다. 플레이어는 엄지 패들을 눌러, 레버를 회전하거나 슬라이드를 당겨. 팔을 레버리지로 헤엄 길이의 비율은 주어진 손가락 모션에서 훨씬 슬라이드 운동 결과를 결정합니다. 잘 설계 시스템은 플레이어가 최소 노력과 피치 또는 밸브 조합을 조정할 수 있습니다.

trombone 슬라이드 물리학에 대한, ] Trombone의 물리는 공기 열 동적의 상세한 설명과 슬라이드 운동의 기계.

Optimal 기계적 장점 유지

마찰은 기계적인 이점의 적입니다. 더러운 아래에 윤활성 있는 활주는 더 힘을 발휘하기 위하여 선수를 필요로 하고, 레버 디자인의 이점을 negating. 적당한 활주 윤활제 기름의 일정한 청소 그리고 신청은 마찰을 감소시키고, 더 적은 노력으로 움직이기 위하여 활주를 허용하. 마찬가지로, 활주를 맞추는 것은 디자인에 있는 기계적인 이점 inherent 보존을 피하기 위하여.

입방 및 Embouchure : 생물 기계적 레버리지

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턱은 턱을 덮고 윗부분의 턱을 짐으로 덮습니다. 플레이어가 붓기, 근육을 잇는 경우, 립의 수축을 통해 필요한 진동을 만듭니다. 플레이어가 과도한 입방 압력을 적용하면 (액체에 대한 기기의 경화) 적절한 근육 지원에 대한 대체로, 그들은 빈약한 기계적 레버를 사용합니다. 그리고 이 행동은 레버 시스템로 작용합니다. 각도를 조정함으로써 플레이어는 립의 힘을 더 효율적으로 바꿀 수 있습니다.

침입 강도와 입방 압력을 균형 학습은 중요합니다. 많은 교사는 "압력없는" 접근 방식을 옹호하고 악기가 팔에 의해 개최되는 곳, 입술에 밀어. 이것은 입술에 부하를 감소시키고 침입 근육의 자연스러운 기계적 이점을 효과적으로 할 수 있습니다.

입방 컵 모양과 청각적인 레버리지

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Valve Leverage의 역사 진화

천연 트럼펫과 버블 같은 초기 황동 악기에는 밸브가 없었다; 플레이어는 다른 피치를 생산하기 위해 입술 기술에 단독으로 의존했다. 19 세기 초반의 밸브의 발명은 황동 재생을 혁명화했지만 초기 밸브 디자인은 종종 빈약한 기계적 장점으로 작동하기 위해 상당한 힘을 필요로했다.

최초의 성공적인 밸브 시스템은 1830 년대에 Joseph Riedl이 개발 한 "Vienna Valve"(또는 이중 ‐ 피스톤)이었습니다. 그것은 반대 방향으로 움직이는 두 개의 피스톤과 복잡한 결합을 사용했지만 균형 잡힌 행동을 제공하지만 강력한 손가락을 필요로했습니다. 나중에 Périnet 피스톤 밸브는 단일 피스톤 이동으로 메커니즘을 단순화하여 인체 공학적 버튼 레버와 함께합니다. 이 디자인은 오늘날 대부분의 trumpets 및 cornets에서 여전히 사용됩니다.

로타리 밸브는 관현악의 경적과 관목에 인기를 얻고 더 내구성과 제공 된 부드러운 공기 통행을 만들 수 있기 때문에. 그들의 레버 메커니즘은 무거운, 뻣뻣한 결합에서 진화 현대 볼 베어링 또는 스트링 구동 시스템 낮은 마찰과 높은 기계적 장점을 제공. 하만 밸브는 20 세기 후반에 개발, 피스톤의 경량 행동과 로타리 밸브의 기류를 결합하는 하이브리드, 혁신적인 레버 디자인을 감사.

이 역사에 대해 이해하는 것은 플레이어가 오늘 악기가 수십 년 동안의 정제 결과가 있다는 것을 평가하는 데 도움이되는 것입니다. 모든 레버, 봄, 피벗은 편안함과 정밀도에 최적화되었습니다.

실제 팁: 악기의 기계적 이점 최적화

밸브 스프링 선택

공장 스프링과 많은 플레이어 스틱, 그러나 라이터 또는 헤비어 스프링으로 변경 될 수 있습니다 극적으로 변화 느낌. 빛 봄 설정은 최소한의 저항을 선호하는 선수에 이상적입니다, 특히 빠른 패스. 그러나, 헤비어 스프링 무거운 터치를 사용하거나 빠른 반환 활동을 원하는 플레이어에 필요한 수 있습니다. 실험은 키입니다; 안전하게 스프링을 교환하는 수리 기술자에 문의하십시오.

밸브 버튼 수정

손가락이 주름을 잡거나 압박해야 하는 경우에, 더 키 큰 벨브 단추를 고려하십시오. 많은 제조자는 레버 팔 길이를 증가하는 수리용 부품시장 단추를 판매합니다. 몇몇은 손가락 끝의 자연적인 곡선과 일치하기 위하여 약간 각이 있는 정상으로, 분포 힘 더 균등하게 디자인됩니다.

슬라이드 윤활 및 정렬

높은 ‐ 품질 슬라이드 윤활유 (예 : Trombotine 또는 Superslick)을 사용하여 스패딩을 적용합니다. 슬러브를 제거하기 위해 각 relubrication 전에 슬라이드를 완전히 청소하십시오. 심지어 저항을 통지하면 기술 검사 슬라이드 정렬이 있습니다. 브레이슬릿은 기계적 장점을 파괴합니다.

Embouchure‐Friendly 입각 선택

여러분의 입각은 불필요한 힘을 줄일 수 있습니다. 림 직경과 윤곽을 찾을 수 있는 교사와 함께 일하여 자연스럽고 편안한 입술 위치를 허용합니다. 템포를 피하기 위해 아주 작은 깊이 입각을 사용 “fix” 범위 문제와 같은 움직임은 종종 새로운 레버리지 문제를 만듭니다.

기계적 장점을 감소하는 일반적인 실수

  • ]장치를 갖는 이상:] 밸브 레버 또는 슬라이드 버팀대 폐기물 에너지 주위에 손가락을 단단히 꽉 끄고 효과적인 기계적 이점을 감소시킵니다. 이완된 손은 레버 시스템을 의도대로 작동하도록 허용합니다.
  • 지구적인 윤활: 네그리브링 오일과 그리스는 마찰을 증가시키고 선수를 강제로 보상합니다. 이것은 피로와 느린 응답으로 이끌어 냅니다.
  • 봄의 긴장을 무시:] 손 강도를 고려하지 않고 원래의 스프링을 사용하여 제대로 돌아지지 않는 밸브를 발생하거나 제대로 재생할 수 있습니다.
  • Poor posture: 악기가 어둡게 각에 붙은 경우, 플레이어의 팔과 손은 그들의 자연 레버리지를 사용할 수 없습니다. 직선, 편안한 손목을 허용하는 납파이프 또는 종각을 조정하십시오.

음악의 자 황동 기술 자원]은 호흡, embouchure 및 기계적 효율을 다루는 재생의 물리에 대한 추가 통찰력을 제공합니다.

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밸브 응답 또는 피로를 줄이기 위해 찾고 계절 전문으로 초보자가 스트링이든, 기계적 장점의 관점에서 생각하면 더 스마트 조정을 안내 할 것입니다. 설정과 실험, 전문 리소스를 상담하고 잘 설계 된 레버의 힘을 결코 이해하지 마십시오.

Exploratorium의 황동 악기 전시회]는 음향 및 기계의 상호적인 데모를 제공하며, UNSW의 음향 페이지]는 황동 악기 작업에 대한 심층적인 기술 기사를 제공합니다.