CUERDAS VIBRANTES

INTRODUCCIÒN

Las cuerdas vibrantes presentan las ondas estacionarias que se producen cuando están confinadas en el espacio, como las ondas de una cuerda de un piano, las ondas de un órgano o las ondas luminosas de un láser se producen reflexiones en ambos extremos esto hace que las ondas se muevan en los sentidos que se van a combinar con el principio de superposición. Como vemos el estudio de estos tipos de onda se podrían aplicar a los instrumentos musicales, en este caso se trataría de las ondas sonoras estacionarias además las ondas estacionarias sirven para entender la física cuántica.

En el caso de una cuerda vibrante produce un sonido cuya frecuencia en la mayoría de los casos es constante. Por lo tanto, dado que la frecuencia caracteriza la altura, el sonido producido es una nota constante. Las cuerdas vibrantes son la base de todos los instrumentos de cuerda tales como la guitarra, el cello, o el piano.

Para nuestro presente informe usaremos una cuerda y mediante un vibrador produciremos ondas estacionarias transversales este experimento nos permitirá buscar una relación entra la frecuencia que se produce, tensión, densidad lineal y longitud de onda. Para observar los fenómenos de reflexión que producirán ondas estacionarias y contar los nodos producidos. Además observar que tipo de grafica se produce con los datos obtenidos en el experimento realizado.

OBJETIVOS

Estudiar experimentalmente la relación entre la frecuencia, tensión, densidad lineal y longitud de onda de una onda estacionaria en una cuerda tensa.

MARCO TEÓRICO

Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Esta onda tiene la misma frecuencia y longitud de onda que la onda original.

Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilación para cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (vientres o antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima. El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.

Se pueden obtener por la suma de dos ondas atendiendo a la fórmula:

y_2=A sen (kx -w t) de izquierda a derecha

y_2=A sen (kx +w t) de derecha a izquierda

y=y_1+y_2=Asen(kx+wt)+Asen(kx-wt)

Estas formula nos da como resultado:

y_((x,t))=2Asen(kx).cos(wt)

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