Εδώ παρατίθεται η κατανομή και η ποσοτική προσέγγιση των μεγεθών αυτών των δυνάμεων για τις χορδές Ντογκάλ (Dogal). Στην ανάλυση των στατικών δυνάμεων που ασκούνται από τις χορδές κατά μήκος του άξονα συμμετρίας του οργάνου θεωρείται ότι οι τρεις χορδές είναι παράλληλες μεταξύ τους σε όλη τη διάταξη καβαλάρη – γέφυρας – χορδοδέτη και έτσι ασκούν μόνο δυνάμεις κατακόρυφες στον καβαλάρη. Θεωρείται επίσης ότι η «γωνία γέφυρας» της λύρας είναι 15ο και το μήκος των δονούμενων χορδών 28,5 εκ. Τονίζεται εδώ ότι η κατακόρυφη συνισταμένη, η δύναμη την οποία ασκεί η χορδή στη γέφυρα εξαρτάται άμεσα από τη «γωνία γέφυρας», τη γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της παρέκτασης της ενεργής χορδής και του τμήματος της χορδής μεταξύ καβαλάρη και χορδοδέτη. Όσο μεγαλύτερη η γωνία τόσο μεγαλύτερη η δύναμη που ασκείται στο καπάκι από τη χορδή.
Η σημαντικότερη για τον οργανοποιό συνιστώσα των στατικών δυνάμεων που ασκούνται από τις χορδές είναι αυτή που ασκείται στο άνω χείλος της γέφυρας, κάθετα προς το καπάκι του οργάνου. Η ανάλυση αυτών των δυνάμεων, και πως μεταφέρονται από την κορυφή της γέφυρας στο καπάκι και το στύλο, παρατίθεται εδώ.
Με βάση αυτή την ανάλυση δυνάμεων και στην περίπτωση των χορδών Ντογκάλ, επιτυγχάνεται μία σχετική ισοκατανομή των στατικών δυνάμεων των χορδών σε καπάκι και πλάτη (μέσω του στύλου).
Στη λύρα, η ενέργεια για την παραγωγή του ήχου προέρχεται από την τριβή του δοξαριού στις χορδές. Η τριβή διεγείρει τη χορδή που αρχίζει να δονείται κυρίως σε διεύθυνση παράλληλη με τη διεύθυνση κίνησης του δοξαριού. Η δόνηση αυτή εξασκεί στην κορυφή της γέφυρας δυνάμεις παράλληλες με το επίπεδό της και εγκάρσιες στις χορδές, που αναγκάζουν τη γέφυρα να δονείται «χοροπηδώντας» δεξιά και αριστερά πάνω στα πέλματά της, ασκώντας εναλλακτικά πίεση μία προς το πέλμα που στηρίζεται στο καπάκι και μία προς εκείνο που στηρίζεται στο στύλο. Με αυτό τον τρόπο, η γέφυρα μεταφέρει τις δονήσεις που δέχεται από τη χορδή τόσο στο καπάκι όσο και στην πλάτη και αναγκάζει το ηχείο να συστέλλεται και να διαστέλλεται σε όγκο. Όταν η γέφυρα πιέζει προς το πέλμα που στηρίζεται στο καπάκι μειώνει την πίεση προς τον στύλο βυθίζοντας το καπάκι και ανυψώνοντας την πλάτη. Αποτέλεσμα είναι η μείωση του όγκου του ηχείου και το όργανο «εκπνέει» αέρα από τα μάτια του αντηχείου. Όταν η γέφυρα πιέζει προς τον στύλο, συμβαίνει το αντίθετο, αυξάνεται ο όγκος του ηχείου και το όργανο «εισπνέει» αέρα από τα μάτια. Αυτός είναι ο κύριος μηχανισμός παραγωγής ήχου από το όργανο.
Προκαλείται επίσης μία δόνηση των χορδών σε επιμήκη με αυτές διεύθυνση, αυξάνοντας και μειώνοντας την τάση τους: σαν να κουρδίζεται και ξεκουρδίζεται η χορδή ελαφρά. Αυτό συνεπάγεται τη συνεχή αύξηση και μείωση των στατικών δυνάμεων των χορδών τόσο προς το κέντρο του καπακιού όσο και προς την πλάτη μέσω του στύλου. Η αύξηση της τάσης των χορδών, εκτός από το να βυθίζει το καπάκι και την πλάτη, προκαλεί και παραμόρφωση στα άνω και κάτω άκρα του καπακιού. Ο τρόπος που παραμορφώνονται τα άκρα του καπακιού εξαρτάται καθοριστικά από τη μορφή και το ύψος της επιμήκους καμπυλότητάς του.
Το σύστημα γέφυρα – στύλος είναι αυτό που μεταφέρει τις δονήσεις των χορδών στο αντηχείο και έχει καθοριστική σημασία στην απόδοση του οργάνου. Το βάρος, η δυσκαμψία, η μάζα και η κατανομή της (το πάχος και το ύψος), το σχήμα, η σχέση μεταξύ ύψους της γέφυρας και απόστασης των πελμάτων της (λόγος γέφυρας), είναι όλα καθοριστικοί παράγοντες για τη μεταφορά και ενίσχυση των συχνοτήτων που παράγονται από τις χορδές προς το αντηχείο.
Σε ότι αφορά στις δυνατές παρεμβάσεις στη γέφυρα, με στόχο τη βελτίωση του ήχου του οργάνου, αλλαγές στο ύψος της δεν συνιστώνται, καθώς αυτό αλλάζει όλη την ισορροπία του οργάνου. Παρεμβάσεις μπορούν να γίνουν στο πάχος, τη μάζα της γέφυρας (χρησιμοποιώντας πυκνότερο ή ελαφρότερο ξύλο) και την κατανομή της, καθώς και στην απόσταση των πελμάτων στήριξης.
Η μετατόπιση του στύλου είναι η ευκολότερη διαδικασία, που επιφέρει ορισμένες φορές σημαντικές διαφορές. Μετατοπίζοντας το στύλο προς τα έξω, αυξάνεται η απόσταση μεταξύ των πελμάτων. Αυτό κάνει τη γέφυρα πιο σταθερή, άρα λιγότερο ευαίσθητη στις δονήσεις. Αυτό παράλληλα απαιτεί λιγότερη παροχή ενέργειας από το δοξάρι για την παραγωγή του ήχου. Είναι σαν να μειώνουμε το ύψος της γέφυρας. Μετατοπίζοντας το στύλο αλλάζουμε και την κατανομή των τάσεων των χορδών στο σύστημα γέφυρα – στύλος. Η προς τα έξω μετατόπιση επιφέρει μείωση της πίεσης προς το στύλο και αύξηση της πίεσης προς το καπάκι. Είναι δηλαδή σαν να χρησιμοποιείται μία μικρότερης τάσης ψιλή χορδή και μεγαλύτερης τάσης μεσαία και χοντρή.
- Δύο τρόποι «κοιλότητας», που εξαρτούνται δηλαδή από τον όγκο και το εσωτερικό σχήμα του αντηχείου: ο συντονισμός της αέρινης συχνότητας (Α0), και ο συντονισμός «μήκους σώματος» (Α1).
-Τρεις τρόποι «σώματος», που σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά του ξύλου της κατασκευής (σχήμα, πάχος, ελαστικότητα κ.α.): ο «κύριος σώματος» (Β1), ο πρώτος «κάμψης λαιμού» (Β0), που είναι βασικά ο κύριος τρόπος συντονισμού του ελεύθερου τμήματος της γλώσσας, και τέλος ένας τρόπος χαμηλής συχνότητας (Β-1), ο οποίος δεν έχει κατανοηθεί πλήρως.
Από τους τρόπους αυτούς, οι τρεις (Α0, Α1, Β1) συνεισφέρουν σημαντικά στον παραγόμενο από το όργανο ήχο. Μπορούν να καταγραφούν με κρουστική διέγερση ή με ηχοβολισμό ή με μετρήσεις στις αλλαγές της πίεσης του αέρα μέσα στο ηχείο. Ο Α0 μπορεί να εκτιμηθεί εύκολα, απλά φυσώντας στη μία οπή του οργάνου και διεγείροντας έτσι την αέρινη συχνότητα.
Όταν το όργανο διεγείρεται με το δοξάρι, οι δύο τρόποι του σώματος (Α1, Β1) συμβάλουν και εκδηλώνονται ως ένας ισχυρός συντονισμός, που ονομάζεται «κύριος ξύλου» (W). Εκδηλώνεται επίσης ένας δεύτερος συντονισμός, ως υποαρμονική του W, στο ήμισυ της συχνότητάς του, και συμβολίζεται με W´. Ο χορδοδέτης επίσης παρουσιάζει ένα κύριο συντονισμό (ΤΡ).
Η εμπειρία από την παρακολούθηση της θέσης αυτών των συντονισμών στα καλά βιολιά, έδειξε ότι είναι πολύ σημαντικό για το βιολί:
- Το Β0 να συμπίπτει με το Α0 ή με το W'. Το Α0 εξαρτάται από τον όγκο του ηχείου, την ελαστικότητα των τοιχωμάτων του, την επιφάνεια των ματιών και το πάχος του καπακιού στην περιφέρεια των ματιών. Το Β0 εξαρτάται από τον πρώτο τρόπο συντονισμού του ελεύθερου τμήματος της γλώσσας, και μπορεί να ρυθμιστεί εύκολα με το μήκος της ή προσθαφαιρώντας βάρος από αυτήν.
- Η διαφορά Α1-Β1 να είναι γύρω στα 70 Hz για σολιστικά όργανα, και λίγο χαμηλότερη για όργανα ορχήστρας. Η διαφορά αυτή μειώνεται όταν λεπταίνονται τα πλευρά του σκάφους ή το καπάκι στην περιοχή απόληξης του καμαριού, ή με λέπτυνση του κεντρικού τμήματος του στύλου.
- Ο χορδοδέτης να συντονίζεται στις ίδιες συχνότητας με W´, ή A0/2, ή B-1. Ο συντονισμός του ρυθμίζεται είτε με το μήκος είτε με το βάρος του.
Η χρησιμότητα των παραπάνω διαπιστώσεων δεν έχει επιβεβαιωθεί πλήρως για τη λύρα. Οι παρατηρήσεις όμως στις θέσεις των αντίστοιχων συντονισμών σε καλά όργανα δείχνουν μια πιθανά όχι τυχαία συμφωνία. Μια πρώτη προσπάθεια να συντονιστούν με αυτή τη λογική οι συχνότητες στη λύρα κατά την κατασκευή της, δίνει επίσης ενθαρρυντικά αποτελέσματα και αναφέρεται παρακάτω και στο κατασκευαστικό μέρος.
Μία πολύ σημαντική ιδιοσυχνότητα για τη λύρα είναι η κύρια του ξύλου (W), μεταξύ 450 και 550 Hz, καθώς σε αυτήν παρουσιάζεται το φαινόμενο του λύκου. Οι «τόνοι του λύκου» ή το αναλύκισμα, όπως συνήθως χαρακτηρίζεται από τους οργανοποιούς, εκδηλώνεται συχνά, στα πρώτα 4-5 εκ. της ψιλής χορδής της λύρας. Όταν διεγείρεται η χορδή σε μία από αυτές τις συχνότητες, παράγεται ένας ήχος πολύ δυνατής έντασης που αυξομειώνεται περιοδικά και πολύ γρήγορα. Ο ήχος χάνεται και επιστρέφει αρκετές φορές το δευτερόλεπτο σαν δυνατός παλμός, θυμίζοντας το ουρλιαχτό του λύκου. Τέτοιο πρόβλημα παρουσιάζουν πολλές καλές λύρες, είναι πολύ συνηθισμένο στα καλά τσέλα, και όχι σπάνιο σε καλές βιόλες και βιολιά.
Οι παράγοντες που συντελούν στον υψηλό συντονισμό του οργάνου στη συγκεκριμένη συχνότητα, πέρα από τον βασικό του κύριου συντονισμού του ξύλου (W), είναι:
- η μεγάλη τάση των χορδών
- η κατανομή της μάζας στα άκρα του οργάνου (κεφαλή, ταστιέρα, χορδοδέτης)
- η θέση, το ύψος, το σχήμα και το βάρος του συστήματος γέφυρας – στύλου.
Στο τμήμα της περιγραφής της κατασκευής προτείνονται συγκεκριμένες παρεμβάσεις για την εξάλειψη ή ελαχιστοποίηση του προβλήματος αυτού.