Laborarorio Fisica

Índice

Objetivos…………………………………………………… 2

Instrumentos utilizados……………………………………. 3

Introducción teórica……………………………………….. 4

Desarrollo experimental…………………………………… 9

Análisis de datos…………………………………………… 14

Comentario final…………………………………………… 15

Bibliografía…………………………………………………. 16

OBJETIVOS

• Analizar ondas estacionarias, fuentes de sonido, cuerdas vibratorias y columnas de aire.

Instrumentos Utilizados:

Experiencia 1:

- Hilo Macramé

- 6 Pesas de diferentes pesos

- 1 Polea

- 1 Vibrador

- ScienceWorkshop 500 Interfaz

- Software Data Studio

- Sensor de Tesión

Experiencia 2:

- 2 tubos de PVC de distinto diámetro

- Agua

- 1 Diapasón

Introducción teórica

Las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino distintos modos de vibración de una cuerda, de una membrana, del aire en un tubo, etc.

Lo que sucede en una cuerda con ondas estacionarias, (o en cualquier otro medio), se debe al efecto de la superposición de ondas que al cruzarse dan lugar a que determinados puntos de la cuerda estén estacionarios, que otros pasen por diferentes estados de vibración y que algunos alcancen estados de vibración máximos.

Una onda tiene dos puntos importantes, los nodos y los antinodos. Los nodos es el punto de interferencia destructiva es donde la amplitud de la onda se hace nula. El antitodo es el punto de interferencia constructiva, en donde la amplitud de la onda alcanza su punto máximo.

También es de importancia señalar que la amplitud (A) es la altura máxima que alcanza una cresta o la máxima profundidad de un valle. Además tenemos la longitud de onda () es la distancia que hay en un ciclo. La frecuencia (f) es el número de ciclos que se completan en un intervalo de tiempo, y el período (T) es el tiempo que demora en realizar un ciclo. La velocidad de onda (v) es igual al producto entre la frecuencia y la longitud de la onda, la velocidad de onda es distinta a la velocidad de una partícula del medio.

Según el sentido de deformación de la onda podemos señalar que hay dos tipos de onda. Las ondas longitudinales y las transversales. Las longitudinales son aquellas en que la deformación se produce en el sentido de propagación, y las transversales son las que la deformación se produce en sentido perpendicular a la propagación de la onda.

Desarrollo experimental

Experiencia 1:

Experiencia 2:

Experiencia 1: Estudio de ondas en una cuerda

1. Se amarró el extremo de una cuerda a la hoja del vibrador, pasando el otro extremo por una polea y se colgaron distintas masas conocidas, de tal forma que se produjera una tensión en la cuerda.

Datos:

La distancia entre el extremo de la cuerda amarrada a la hoja del vibrador y la polea fue de: 1,27 m

La densidad lineal de la cuerda fue: 4,22 * Kg/m



2. Se tomaron 6 masas conocidas y se determino la cantidad de antinodos que se formaban cuando el sistema estaba puesto en movimiento:

Pesa Peso o Tensión Nº de Antinodos

1ª 10,13 N 1

2ª 0,2989 Kg 2

3ª 0,1002 Kg 3

4ª 0,0975 Kg 4

5ª 0,0336 Kg 5

6ª 0,0237 Kg 6

Para determinar la Tensión tenemos que:

 

Anteriormente se calculó µ, podemos aplicar la formula de Velocidad:

Para la Longitud de onda tenemos la siguiente ecuación:



Donde “n” es el número de antinodos.

Para la frecuencia utilizaremos: 

Armónico Tensión aplicada Longitud de onda Velocidad Frecuencia

primer 10,13 N 2,54 m 154,9 m/s 60,9 Hz

segundo 2,9 N 1,27 m 82,8 m/s 65,1 Hz

tercero 1 N 0,84 m 48,6 m/s 57,8 Hz

cuarto 0,9 N 0,63 m 46,1 m/s 73,1 Hz

quinto 0,3 N 0,50 m 26,6 m/s 53,2 Hz

sexto 0,2 N 0,42 m 21,7 m/s 51,6 Hz

Experiencia 2: Ondas dentro de tubos (Demostrativo).

Dentro del tubo hay una columna de gas cerrada por abajo y es de largo variable al subir y bajar el tubo del centro.

En el experimento al hacer vibrar el diapasón con el martillo y acercarlo al tubo, se escucharon dos antinodos, como es una frecuencia muy baja no alcanza el tubo para que se produzcan más antinodos.

El sonido producido se debe a que los antinodos se están interfiriendo entre sí

Se ocuparon 2 diapasones, uno de escala en “La” de 440 Hz. Y el otro en escala de “Mi” de 320 Hz este diapasón es de tono menor ya que tiene una baja frecuencia.

Las moléculas de gas al chocar producen el sonido, es el mismo efecto que produce una cuerda de guitarra.

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