ESTUDIO DE LAS ONDAS ESTACIONARIAS EN CUERDAS.

I2. ESTUDIO DE LAS  ONDAS ESTACIONARIAS EN CUERDAS.

Servir a otros es el alquiler que se debe pagar por una habitación en la Tierra.

Muhammad Ali

RESUMEN

En esta práctica de laboratorio se tiene como objeto de estudio las ondas estacionarias en cuerdas, este tipo de ondas es ocasionado por la interferencia de dos ondas de igual amplitud pero sus direcciones son opuestas. Para lograr el análisis de estas, se hace el montaje de una cuerda con densidad de masa conocida, un extremo amarrado a un motor giratorio que ocasiona las oscilaciones, la cuerda pasa por una polea, la causante de las ondas de interferencia y para que la cuerda esté tensionada se le acoplan diferentes masas en el extremo final de esta.

INTRODUCCIÓN

Las ondas se denominan como la propagación de una perturbación de alguna propiedad del espacio. Diariamente tratamos con diversos tipos de ondas, como por ejemplo las sonoras, las cuales como su nombre lo indica son las responsables que los sonidos viajen de un emisor a un receptor. En esta práctica se estudiarán las ondas estacionarias, en este tipo de ondas existen ciertos puntos llamados nodos, los cuales permanecen inmóviles.

Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, cuya longitud de onda o la frecuencia  avanzan en sentido opuesto a través de un medio, que en esta práctica, el medio es una cuerda.

El presente proyecto está organizado en seis componentes fundamentales: Metodología y equipo, en esta parte se describirá la manera en que se llevó a cabo el laboratorio y los instrumentos necesarios; Tratamiento de datos, donde se expone los resultados obtenidos de la práctica de laboratorio y se hacen los cálculos necesarios para resolver el planteamiento del problema; Análisis de resultados, Conclusiones y Referencias.

OBJETIVO GENERAL

• Estudiar las ondas estacionarias en cuerdas con dos extremos fijos

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Producir ondas estacionarias en una cuerda, e identificar sus modos resonantes.
• Determinar las relaciones entre la tensión y la longitud de la onda.
• Analizar la velocidad de la onda y su relación con la tensión y la densidad lineal de la cuerda.

EQUIPO Y METODOLOGÍA

  EQUIPO

• Diapasón eléctrico
• Juego de pesas
• Regla Cuadrada
• Cuerda
• Sistema de Polea

 METODOLOGÍA

Se realizó la práctica en 3 fases. Subdividiéndose en la toma de datos y en el análisis y el cálculo matemático.

• En la primera fase se comenzó eligiendo el tipo de cuerda que se iba utilizar, debido a que cada cuerda tiene una densidad de masa diferente, luego se procedió a acoplar la cuerda al motor y alinearlo con la polea, eligiendo una masa  que va estar suspendida en la cuerda, provocando que esta se tensione.

[pic 2]

Figura 1 “Acoplamiento masa, cuerda y motor”

• En la fase dos, se busca plantear la relación entre longitud de onda y la tensión que sufre la cuerda. Se procede a encender el motor y a buscar la longitud en la cual se observara el armónico fundamental, este proceso se repite para diferentes masas, hasta encontrar los respectivos primeros 5 armónicos para cada una.

• En la fase 3 se plantea analizar la relación existe te entre longitud de onda y la velocidad de la onda en la cuerda

TRATAMIENTO DE DATOS.

Los datos obtenidos en la práctica de laboratorio se registraron en la tabla Nº1, la cual contiene los resultados obtenidos de la segunda fase, la cual plantea anotar cada longitud L de la cuerda tras encontrar por medio de la observación los primeros cinco armónicos para cada masa acoplada a la cuerda.

Tabla Nº 1 (Ondas estacionarias transversales en cuerdas)

...