Ensayo De Velocidad Del Sonido

En esta práctica de laboratorio se observó la propagación de pulsos y ondas en la superficie del agua en una cubeta, así como el cambio de dirección de ondas rectas al pasar de un medio a otro. Se determinaron frecuencias diferentes entre el estroboscopio y la onda viajera y hallamos las posibles causas.

Se midió la velocidad de propagación de varias ondas, para observar los fenómenos presentes y así analizar con más detalle algunos de los factores que pudieron influir, para que se presentaran dichos cambios.

Palabras claves: Ley de reflexión, ondas, estroboscopio,

Abstract

In this laboratory practice the pulses and waves spread on the water was observed, as well as the change of direction of straight waves from one midst to another. Different frequencies were deter-mined between the stroboscope and the ongoing wave, and the possible causes of this. The spread speed of some waves was measured; the purpose of it was watching the factors that could show those changes.

Keywords: Law of Reflection, waves, stroboscope.

Objetivos

Observar la generación y propagación de pulsos y ondas periódicas en la superficie del agua

Verificar la ley de la refexion

Medir la velocidad de propagación de las ondas en la superficie del agua

Observar los fenómenos de interferencia y difracción de ondas

1. Introducción

El fin de este experimento es observar, varios fenómenos de interferencia, ver como se comporta la velocidad de la onda y como analizar su comportamiento. Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando hay ondulación recibe el nombre de pulso de onda, lo caracteristico de un pulso de onda es que tiene principio y final. Esto es, extensión ilimitada.

En un movimiento ondulatorio común se perturba la superficie del agua, en este caso la cubeta de ondas.

Las frecuencias de las ondas incidente, transmitida y reflejada son iguales. Por otra parte la longitud de onda de la onda transmitida, difiere del incidente, en una relación que depende de sus índices de refracción respectivos:

La Refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda (Figura 1) al pasar de un medio a otro. Sólo se produce, si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.

La refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda.

Figura 1: Efecto de Refracción.

La Reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda (Figura 2) que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Figura 2: Efecto de Reflexión.

2. Procedimiento

En una cubeta llena de agua hasta la mitad aproximadamente se dispone de luz de una lampara.Se toma un punto de la superficie del agua con la punta de un lápiz, observando un pulso que se propaga. Luego se mueve suavemente un madero recto suspendido de los soportes laterales de la cubeta, después se coloca una barrera recta en la cubeta y se produce un pulso circular, localizándose la fuente virtual del pulso reflejado.

A continuación se producen pulsos rectos de manera que se reflejan en una barrera paralela a ellos, se cambia la orientación de la barreray se observan los pulsos incidentes y reflejados, midiéndose asilos angulos de dichos pulsos, lueo se dispone en la cubeta una barrera en forma de parábola y se generan pulsos rectos y se determinan en la pantalla, luego para saber si se pueden producir ondas periódicas en la cubeta se usa como generador un madero largo impulsado por un motor que lo hace move de forma periódica generando en la superficie del agua ondas rectas que se propagan en la dirección perpendicular al madero. Después con la ayuda del estroboscopio se mide la longitud de la onda y la frecuencia de las ondas periódicas cuya imagen es observada en la panatalla, se detiene el movimiento de los frentes de onda a través del estroboscopio, para la interferencia se coloca en el vibrador dos pequeñas esferas separadas 5 cm, de manera que se sumerjan simultáneamente y por lo tanto se comportan como fuentes puntuales que oscilan en fase, para la difracción se coloca un bloque de parafina a 10 cm del generador de ondas rectas y por ultimo se colocan dos bloques de parafina de manera que entre ellos quede una abertura.

Ecuaciones

Se utilizo la siguiente ecuación:

V=λf

Donde f: frecuencia

λ: longitud de onda

Para obtener los valores del λ se coloco el generador a propagar una serie de ondas y luego con el estroboscopio se encontró la frecuencia que tenía que ser igual a la frecuencia de la onda viajera solo cuando se encontraban los frentes de ondas, obteniendo de esta forma el valor de la frecuencia.

3. Resultados y Analisis

Realizamos el montaje

Figura 3: montaje

Después de haber realizado el montaje se toco un punto de la superficie con el dedo

Figura 4: propagación de ondas con el dedo

Se puede observar que la forma de la onda es circular y la velocidad del pulso era igual en todas las direcciones, debido a que no había ninguna barrera en medio de la cubeta que se interpusiera en el paso de la onda e hiciera que esta disminuyera su veloicdad o tomara otra direccion.

Ahora, se coloco un madero recto

Figura 5: propagación de ondas con madero recto

Nos damos cuenta que la forma de los pulsos generados son rectos osea de la misma forma del madero.

Se coloco una barrera recta, produciendo un pulso circular.

Figura 6: propagación de ondas circulares con barrera recta

La

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