เครื่องคำนวณแรงตึงสายกีตาร์และเบส

สายที่ขึงตึงอยู่ก็คือเส้นลวดหรือเส้นลวดพันที่พยายามสั่นที่ความถี่หนึ่ง ซึ่งฟิสิกส์ที่เชื่อมโยงระหว่างเบอร์สาย ความยาวสเกล และระดับเสียง เข้ากับแรงตึงนั้น แม่นยำและเป็นที่เข้าใจกันดี สมการคลื่นของสายสั่นบอกว่า ความถี่ที่สายจะกำทอนนั้น ขึ้นอยู่กับความยาวสาย แรงตึงที่ดึงสายให้ตึง และมวลที่สายมีต่อความยาวหนึ่งนิ้ว (หรือที่เรียกว่า “น้ำหนักต่อหน่วย”) เมื่อกลับสมการนี้ เราก็จะแก้หาตัวแปรเดียวที่ผู้เล่นสนใจจริงๆ นั่นคือ ตอนนี้สายนี้กำลังดึงคอกีตาร์ด้วยแรงเท่าไร ในหน่วยปอนด์หรือกิโลกรัม?

สำหรับสายเปลือย — สาย E เส้นเล็กและสาย B บนกีตาร์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ — การคำนวณน้ำหนักต่อหน่วยนั้นแม่นยำ ไม่ใช่การประมาณค่า สายมีรูปทรงเป็นทรงกระบอก ดังนั้นพื้นที่หน้าตัดของมันจึงเท่ากับ π×(เส้นผ่านศูนย์กลาง/2)² และเหล็กกล้ามีความหนาแน่นที่ทราบกันดีอยู่ที่ประมาณ 0.284 ปอนด์ต่อลูกบาศก์นิ้ว นำสองค่านี้มาคูณกันก็จะได้มวลเป็นปอนด์ต่อความยาวสายหนึ่งนิ้ว โดยไม่ต้องเดาใดๆ นั่นคือเหตุผลที่สาย E เส้นเล็กขนาด 0.010 นิ้ว ที่ความยาวสเกล 25.5 นิ้ว ตั้งสายเป็นเสียง E4 มาตรฐาน จึงมีแรงดึงราวๆ 16 ปอนด์ ซึ่งเป็นตัวเลขที่คุณตรวจสอบเองได้ โดยใช้แค่ไม้บรรทัด ไมโครมิเตอร์ และสูตรที่แสดงอยู่คู่กับทุกผลลัพธ์ของที่นี่

สายพัน — สายไฟฟ้านิกเกิลวาวด์ สายอคูสติกฟอสเฟอร์บรอนซ์ และสายเบสราวด์วาวด์ — เป็นคนละเรื่องกัน และเครื่องคิดเลขนี้ก็ไม่ปิดบัง สายพันจะมีแกนเป็นเหล็กกล้า (หรือวัสดุอื่น) ที่ถูกหุ้มด้วยเส้นลวดอีกเส้นหนึ่ง ดังนั้นมวลของมันจึงขึ้นอยู่กับทั้งเส้นผ่านศูนย์กลางของแกน และวัสดุ ความหนา และความหนาแน่นของการพันของเส้นลวดหุ้ม ซึ่งสิ่งเหล่านี้ล้วนไม่ปรากฏในการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเฉยๆ แทนที่จะทำเป็นว่าสายพันเป็นท่อนตันของวัสดุชนิดเดียว เครื่องมือนี้ใช้ตัวคูณความหนาแน่นจริงจังที่มีการบันทึกไว้ — ประมาณ 1.5 ถึง 2 เท่าของแกนเหล็กกล้าตันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเท่ากัน — เพื่อประมาณมวลส่วนเกินที่เส้นพันเพิ่มเข้ามา ซึ่งจะถูกระบุว่าเป็นการประมาณค่าในทุกที่ที่ปรากฏ เพราะการนำเสนอว่ามันคือค่าที่แน่นอน คงไม่ซื่อสัตย์กับความหมายที่แท้จริงของตัวเลขเหล่านั้น

แล้วทั้งหมดนี้สำคัญกับคนที่เล่นกีตาร์อย่างไร? ก็เพราะว่าแรงตึง ไม่ใช่แค่เบอร์สาย คือสิ่งที่คอกีตาร์รู้สึกได้จริงๆ การเปลี่ยนจากชุดสายเบอร์ 0.009 เป็น 0.011 หรือการลดเสียงชุดสายเบอร์ 0.010 ลงหนึ่งขั้นเต็ม จะเปลี่ยนแรงดึงรวมบนคอกีตาร์หลายปอนด์ต่อหนึ่งสาย ซึ่งบางครั้งก็มากพอที่จะต้องปรับคอ เปลี่ยนความตึงสปริงบริดจ์ หรือตั้งอัพใหม่ทั้งหมด การรู้แรงตึงล่วงหน้าเป็นหน่วยที่จับต้องได้ จะเปลี่ยนการเปลี่ยนสายจากการคาดเดาให้กลายเป็นการคำนวณ