ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

EXPERIENCIA No. 12[pic 1]

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

Oviedo, Romario. 1002237295. Ingeniería civil.

Física Calor-Ondas, Grupo REMOTO-13584, Universidad de la Costa.

MOLINA REDONDO UBALDO ENRIQUE

20 de mayo del 2021

RESUMEN

Para esta experiencia se usará un simulador web que no mostraba una cuerda atada de extremo a extremo pero que nos permitía mover de arriba abajo uno de los extremos para iniciar un movimiento con ondas, sobre este sistema se evaluó la frecuencia, la velocidad del movimiento armónico y la tensión en la cuerda, se trabajaron con distintas ecuaciones con el objetivo de comparar valores de densidad lineal obtenidos experimentalmente a partir del simulador, con otros valores de densidad lineal teóricos dados por experimento obteniendo un muy bajo porcentaje de error gracias al cual logramos saber de qué material estaba hecho la cuerda que analizamos y para la cual obtuvimos los valores de densidad lineal experimentales, cumpliendo así satisfactoriamente con el objetivo de este experimento y logrando responder las preguntas las preguntas propuestas por la guía de laboratorio.

Palabras claves:

Onda. Frecuencia. Velocidad. Tiempo. Tensión. Armónico.

ABSTRACT

For this experience, a web simulator will be used that does not have a rope tied from end to end but that allows us to move one of the ends up and down to start a movement with waves, on this system the frequency, the speed of the harmonic movement and the tension in the rope, different equations were worked with in order to compare linear density values obtained experimentally from the simulator, with other theoretical linear density values given by experiment, obtaining a very low percentage of error thanks to which we were able to know about What material was made of the rope that we analyzed and for which we obtained the experimental linear density values, thus satisfactorily fulfilling the objective of this experiment and being able to answer the questions proposed by the laboratory guide.

Keywords:

Wave. Frequency. Velocity. Weather. Tension. Harmonic.

1. INTRODUCCIÓN

La vibración de una cuerda es una onda. Por lo general una cuerda vibrante produce un sonido cuya frecuencia en la mayoría de los casos es constante. Por lo tanto, dado que la frecuencia caracteriza la altura, el sonido producido es una nota constante. Las cuerdas vibrantes son la base de todos los instrumentos de cuerda tales como la guitarra, el chelo, o el piano. En este experimento buscaremos encontrar la densidad lineal de una cuerda para ser comparada por una necesidad teórica dada previamente, también trataremos de encontrar la velocidad de esta cuerda al ser sometida a un movimiento ondulatorio; queremos hallar el material del que está hecha la cuerda usada en el experimento y la velocidad en un movimiento ondulatorio de un punto a otro.

Este experimento es importante ya que gracias a él podemos entender el movimiento de una cuerda y conocer de qué está hecha la misma a partir de cosas simples como su velocidad, su frecuencia, etc…

2. MARCO TEORICO

Las ondas estacionarias en una cuerda son el resultado de la superposición de ondas armónicas propagándose por una cuerda en la que ambos extremos están fijos. Si se hace vibrar uno de los extremos siguiendo un Movimiento Armónico Simple (MAS) perpendicular a la cuerda, éste se propaga en forma de onda armónica por la cuerda. Al llegar a los extremos fijos, la onda se refleja de forma que al final en la cuerda tendrá lugar la superposición de las ondas que da lugar a la onda estacionaria.

El modo de vibración fundamental de una cuerda estirada es tal que, la longitud de onda es dos veces la longitud de la cuerda.

[pic 2]

La cuerda también vibrará en todos los armónicos de la fundamental. Cada uno de estos armónicos, formará una onda estacionaria en la cuerda.

[pic 3]

Esto muestra una onda estacionaria resonante en una cuerda. Está impulsada por un vibrador a 120 Hz.

En las cuerdas de rigidez finita, las frecuencias armónicas se desviarán progresivamente de los armónicos matemáticos. Para obtener la masa necesaria en las cuerdas de bajos eléctricos como se muestra arriba, el alambre se enrolla alrededor de otro alambre de núcleo sólido. Esto permite la adición de masa sin producir una rigidez excesiva.

para este experimento no madre hemos de las siguientes ecuaciones que se usan para describir el movimiento de una onda estacionaria.

𝑓n=𝑛𝑣/2𝐿

𝜇 = T/      [pic 4]

𝑣 =2𝑚L  

Donde 𝜇 es igual a la densidad lineal; T es la tensión de la cuerda; 𝑣 es la velocidad de la cuerda; L es la longitud de la cuerda; n es el número de nodos en un movimiento armónico; Y 𝑓 es la frecuencia.

3. METODOLOGIA.

Instrumentos:

Para el experimento nos valdremos de una página web que nos proporciona un simulador, esta puede ser encontrada con el uso del siguiente enlace:

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