MOVIMIENTO ARMÓNICO FORZADO

Laboratorio de Física I

Práctica de Laboratorio N° 5

EXPERIENCIA DE MELDE -

MOVIMIENTO ARMÓNICO FORZADO

INFORME

Integrantes:

RAMOS FLORES, Carlos

RAMOS AGUILAR, Lajhonell

Grupo: C16 -1 – B

Profesora: Santos Eliza Colmenares López

Semana 5

Fecha de Realización: 24 de Mayo

Fecha de entrega: 29 de Mayo

2013 – I

INTRODUCCIÓN

El análisis del movimiento (generado mediante un vibrador) de una cuerda tensa resulta de gran importancia en nuestro curso de Física.

Comprender como es el movimiento de la cuerda a ciertas frecuencias bajo circunstancias determinadas y controladas en un laboratorio nos ayuda a tener un mejor concepto de cómo podemos utilizar mejor los resultados y darles una mejor aplicación en múltiples campos de nuestra vida.

Aplicarlo tanto en la física experimental y tecnología industrial, en la química, en la biología, no solo en el universo microscópico, sino, también, en el ámbito de los movimientos de sistemas estelares, tratados por la Astrofísica.

OBJETIVOS

Determinar experimentalmente la relación entre la tensión en la cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria.

Determinar la relación entre la frecuencia de oscilación de la cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

ONDAS ESTACIONARIAS

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 estacionaria se puede considerar como la interferencia de dos ondas de la misma amplitud y longitud de onda: un incidente que se propaga de izquierda a derecha y la otra que resulta de reflejarse esta en el extremo y se propaga de derecha a izquierda.

Supongamos ahora una cuerda de longitud L fija en los extremos. La cuerda tiene un conjunto de modos normales de vibración, cada uno con una frecuencia característica. Las frecuencias se pueden calcular fácilmente.

En primer lugar, los extremos de la cuerda deben de ser nodos ya que estos puntos se encuentran fijos.

Podemos proceder al revés y variar las longitudes de onda, manteniendo la longitud de la cuerda fija, para obtener diferentes modos de vibración.

Se producirán nodos para una cuerda de longitud "L" cuando la  de la onda tenga los valores dados por la fórmula:

Como la frecuencia y la longitud de onda están relacionadas con la velocidad de propagación, para hallar las frecuencias que puede tener la onda empleamos la relación:

En una cuerda de longitud "L" obtenemos un sonido de frecuencia fundamental dada por la fórmula al sustituir "n" por 1. También se pueden obtener los armónicos de las frecuencias dadas por la fórmula anterior para n =1,2,3

La velocidad de propagación v de la onda está relacionada con la tensión que se aplique a la cuerda y con el tipo de cuerda.

La fórmula que indica que frecuencia debe tener una onda que rebota entre los extremos de una cuerda de longitud L y masa m atada por los extremos y tensada con una fuerza T es:

Se forman ondas estacionarias en las cuerdas de instrumentos musicales que se puntean, se golpean o se tocan con un arco, así como en el aire de un tubo de órgano y en el de una botella de gaseosa cuando soplamos sobre su boca. Se pueden crear ondas estacionarias tanto en las ondas transversales como

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