PROYECTO FINAL INTERFERENCIA DE ONDAS

PROYECTO FINAL

INTERFERENCIA DE ONDAS^[1] 

Si tuviera la suerte de alcanzar alguno de mis ideales, sería en nombre de toda la humanidad.

Nikola Tesla

 RESUMEN

Para la realización del proyecto de laboratorio de Física III se buscó simular y estudiar por medio de experimentación web el fenómeno de las interferencias de ondas sonoras, se explicó cómo se dan las interferencias entre dos ondas, longitudes de estas ondas, y cómo determinar la velocidad del sonido , así por medio de los resultados obtenidos llegar a conclusiones donde modelen los comportamientos de estas ondas y verificar que las leyes puestas en prácticas como la de interferencia de ondas y cómo cambian según la distancia que tengan la fuente estás van a tener diferente resultados tanto en los máximos con el los mínimos. Como experiencia se obtiene una práctica excelente donde las leyes mencionadas anteriormente fueron verificadas por sus resultados dependiendo de n=0, 1, 2, esto gracias a las indicaciones e instrucciones dadas por la docente y seguidas por los estudiantes. Para las conclusiones  se puede concluir que los métodos de simulación usados PhET es funcional para dar por verídicas la ley y principio del laboratorio que es la interferencia, pero mostrando unos porcentajes error ya que no permiten calcular con exactitud los puntos de interferencias y longitudes de ondas, no obstante son fundamentales para el estudio de estos fenómenos.

INTRODUCCIÓN

Hablando físicamente, la interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. Este efecto puede ser analizado en cualquier tipo de ondas, en nuestro proyecto se analizará en las ondas sonoras con el fin de hallar la velocidad de propagación de estas ondas en el medio, y la interferencia constructiva dada por  ; y la destructiva modelada por la ecuación , para diferentes frecuencias.[pic 2][pic 3]

Este documento está organizado en 6 componentes fundamentales: Metodología, en donde se encuentra la descripción detallada del procedimiento que se hizo para el desarrollo exitoso de la investigación. Tratamiento de datos, sección en la cual se muestran los cálculos que se realizaron con los datos obtenidos para relacionarlos entre sí y obtener variables. Análisis de resultados, en donde se les da la interpretación a los datos obtenidos de manera experimental y se comparan con los valores teóricos o esperados. Conclusiones, en las cuales hay un balance sobre lo comprendido con la relación encontrada entre los datos experimentales y los teóricos. Referencias, las cuales buscan dar crédito a los autores consultados para las bases teóricas del presente informe. Finalmente están los anexos, sección dónde se evidencia algunos momentos de la práctica.

METODOLOGÍA

Para este proyecto, se usó el simulador de la Universidad de Colorado PhET, el laboratorio de Interferencia de Ondas de (https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-interference/latest/wave-interference_es.html) y para procesar y calcular los datos obtenidos en la simulación se usó Excel. La investigación se dividió en 3 fases, las cuáles se explicarán a continuación:

Fase 1 - Fase 2: En esta fase inicial,  lo primero que hicimos fue seleccionar la imagen de parlante en la parte de ‘interferencia’, configuramos una frecuencia de oscilación. Luego activamos uno de los parlantes y dado un tiempo lo desactivamos, y con la opción ‘Gráficas’ y con la cinta métrica, medimos la longitud de onda . Después con ayuda del cronómetro y de la cinta métrica, medimos el tiempo que tarda la onda de ir de un punto máximo a otro (tomamos 3 tiempos y hallamos ). Repetimos este procedimiento para 3 frecuencias distintas. Con los datos obtenidos, hallamos la velocidad de la onda () comparándola con el valor teórico de la velocidad del sonido; y se calculó el valor de la frecuencia [pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Fase 3: En esta fase se obtendrá interferencia constructiva y destructiva. Para esto configuramos una frecuencia y activamos ambos parlantes. Con ayuda del sensor de presión ubicamos uno de los dos medidores en el punto medio de los parlantes y lo desplazamos a una distancia horizontal determinada. Luego desplazamos el sensor lentamente en dirección vertical tanto por encima como por debajo del punto medio de los parlantes, ubicando los puntos de más alta y más baja amplitud de presión con ayuda de la opción ‘Gráficas’. En dichos puntos, se midió la distancia de cada uno de los parlantes al punto (). Por último se halló el valor de en los puntos y se comparó con el valor teórico.[pic 10][pic 11][pic 8][pic 9]

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TRATAMIENTO DE DATOS.

A continuación, se incluyen las tablas de datos obtenidas en la práctica de laboratorio, según corresponda; aplicando el respectivo tratamiento:

Fase 1 y 2: Con ayuda del simulador, se hizo la siguiente tabla, hallando y el tiempo que tarda en ir de un máximo a otro. Con eso calculamos la velocidad, hallando  (sabemos que  ; además se calculó el valor numérico de la frecuencia .[pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18]

Tabla 1.

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