Experiencia Ondas Estacionarias

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

Jorge Caicedo1, Wendy Frieri2, Valentina Obeso3, Albert Rivera4

1Ingeniería Civil

Laboratorio de Física Calor Ondas Grupo: EF

[pic 3]

Resumen

En el presente trabajo se tendrá como objetivo principal analizar los modos normales de vibración de una cuerda y determinar la longitud de una cuerda a través de sus modos normales de vibración, para iniciar se procedió a ingresar al laboratorio virtual con el link http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/ondas/cuerda/cuerda.html  y antes de iniciarlo se hace una revisión de conceptos y fórmulas dentro de la guía, luego de ello se fue dando inicio a la experiencia teniendo en cuenta el paso a paso del laboratorio, se ajustó la frecuencia inicial en 2 Hz y la velocidad de la onda en 4 m/s y se dio inicio al primer intento, se pasó a cambiar la frecuencia a 3 Hz y luego empezar a variar la frecuencia en pasos de 1 Hz hasta llegar a los armónicos superiores, para finalizar se completa la tabla, se realizan los cálculos y gráficas pertinentes al igual que se hace las preguntas y conclusión del experimento.

Palabras claves

Frecuencia, hertz, ondas, ondas estacionarias.

Abstract

In the present work, the main objective will be to analyze the normal modes of vibration of a rope and determine the length of a rope through its normal modes of vibration. To start, we proceeded to enter the virtual laboratory with the link http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/ondas/cuerda/cuerda.html  and before starting it, a review of concepts and formulas is made within the guide, after which the experience began, taking into account the step by step of the laboratory, the initial frequency was adjusted to 2 Hz and the wave speed to 4 m / s and the first attempt was started, the frequency was changed to 3 Hz and then the frequency began to vary in steps 1 Hz until reaching the upper harmonics, to finish the table is completed, the relevant calculations and graphs are carried out as well as the questions and conclusion of the experiment.

Keywords

Frequency, hertz, waves, standing waves.

[pic 4]

1.  Introducción

        Se conoce como ondas estacionarias a la interferencia que se produce cuando se superponen dos ondas de la misma dirección, amplitud y frecuencia, pero sentido contrario. En una onda estacionaria los distintos puntos que la conforman oscilan en torno a su posición de equilibrio a medida que transcurre el tiempo, pero el patrón de la onda no se mueve, estas se producen cuando interfieren dos movimientos ondulatorios con la misma frecuencia, amplitud pero con diferente sentido, a lo largo de una línea con una diferencia de fase de media longitud de onda, se dice que estas ondas permanecen confinadas en un espacio. Este tipo ondas no son ondas de propagación sino los distintos modos de vibración de la cuerda, el tubo con aire, la membrana, etc. Las ondas estacionarias se producen cuando hay interferencia, sin importar si hay resonancia o no. Las frecuencias de resonancia son aquellas en las que coincide justo una longitud de onda con las dimensiones físicas del tubo y entonces se amplifica la onda resultante y la más baja se denomina frecuencia fundamental, y las demás son múltiplos enteros de ella.

2.  Fundamentos Teóricos

Vibración

Se puede describir como el movimiento de un cuerpo solido alrededor de una posición de equilibrio, sin que se produzca desplazamiento neto del mismo.

Ley de Hooke

La ley de Hooke se conoce como la fuerza requerida para estirar un objeto elástico, como un resorte de metal, es directamente proporcional a la extensión del resorte. Se escribe como:

[pic 5]

Movimiento Armónico Simple

Un movimiento armónico simple es el que describe una partícula sometida a una fuerza restauradora proporcional a su desplazamiento.

Movimiento Ondulatorio Armónico

Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas.

Principio de Superposición de ondas

El principio de superposición de ondas consiste que la onda resultante de la interacción entre dos ondas, que se han de desplazar en el mismo medio y a la vez, ​ equivale a la suma de cada una de las ondas por separado.

Onda Estacionaria

Una onda estacionaria es el resultado de la superposición de dos movimientos ondulatorios armónicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos a través de un medio.

...