Tubo De Rubens
Enviado por ericksac2001 • 9 de Julio de 2013 • 3.530 Palabras (15 Páginas) • 499 Visitas
PROPUESTAS
Revista de Enseñanza de la Física. Vol. 25, Nº 1-2, 2012, pp. 79-87
Equipamiento de laboratorio de bajo costo: “Tubo de Rubens”
Federico Prandi – Guillermo Wurm
Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales. Universidad Nacional de Misiones.
guillermow77@gmail.com
El Tubo de Rubens es un dispositivo que posibilita realizar experiencias de acústica en ámbitos educativos.
Con ellas se puede modelizar al sonido como un producto de variaciones de presión que se transmiten en
un medio material y poner en evidencia las perturbaciones mecánicas del espacio durante la manifestación
de distintos sonidos.
En este trabajo se describe la construcción del equipo utilizando insumos de bajo costo. Se detallan cuestiones
referidas a los materiales a emplear y los cuidados necesarios a tener en cuenta durante su fabricación.
Se describen también los fundamentos físicos de su funcionamiento y algunos posibles usos del instrumento
didáctico.
Palabras claves: sonido, ondas sonoras, ondas estacionarias, equipo de laboratorio.
The Ruben’s Tube is a device that allows to perform acoustic experiences in educational settings. With
them, sound can be modeled as a product of pressure variations that are transmitted in a material medium
and highlight mechanical perturbations of space during the manifestation of different sounds. This paper
describes the construction of the equipment using low-cost inputs. It details issues relating to the materials
used and care necessary to keep in mind during its manufacture. It also describes the physical principles of
operation and some possible uses as educational tool.
Keywords: sound, sound waves, standing waves, laboratory equipment.
Introducción
Ante la necesidad de abordar el eje
temático “ondas sonoras”, se presentan
ciertas dificultades que impiden una clara
apropiación del fenómeno por parte de los
alumnos, que tienden a restringirlas a ondas
transversales y visibles exclusivamente.
Esta dificultad a la que se hace referencia
se debe en parte a la imposibilidad de
visualizar el avance de la onda longitudinal
en el medio, o su sola presencia en él.
Al introducir en la clase el concepto de
onda, por lo general la primera idea que se
suscita en los alumnos es la de una onda
producida por una piedra en un estanque
de agua o las ondas formadas en una cuerda
perturbada, lo cual es un ejemplo de
onda transversal. Esto ya en cierta medida
dificulta la comprensión del fenómeno que
se quiere abordar: una onda longitudinal.
Además, las representaciones de las ondas
longitudinales en los ejes cartesianos, ya
sea como diferencias de presión o de desplazamiento
en función de la posición,
pueden dar nuevamente una clara imagen
de una onda transversal, obstaculizando de
nuevo la interpretación de que la perturbación
se produce aquí en la dirección del
avance de la onda, y no en dirección normal
a ella.
Se torna así un tanto complicada la explicación
de fenómenos tales como la propagación
de la onda en un medio físico (ya
sea si se la considera en términos de presión
o bien de desplazamiento de las partículas
materiales), ondas estacionarias,
frecuencias fundamentales, velocidad de
propagación; entre otros varios temas ligados
a las ondas longitudinales.
El propósito de este trabajo es por un
lado mostrar los elementos de bajo costo y
los cuidados necesarios para la construc80
PRANDI - WURM
ción de un Tubo Rubens, y por otro proponer
algunos ejemplos concretos de experiencias
que pueden realizarse con él en
ámbitos educativos formales.
Se sostiene que un equipo de esta naturaleza,
que pone en evidencia la presencia
de una perturbación en un medio gaseoso,
puede resultar útil no sólo para despertar
el interés de los alumnos, sino fundamentalmente
para subsanar los obstáculos ligados
a las ideas intuitivas subyacentes en
los alumnos acerca de las ondas.
Cabe señalar que el contenido ondas sonoras
se encuentra incluido en el Diseño
Curricular Jurisdiccional del Ciclo Secundario
Orientado, aprobado para Misiones
en el año 2012, en los contenidos de “Física
II”; espacio curricular propio de la
Orientación en Ciencias Naturales. En él
encontramos:
Eje 1:
- Ondas: Portadoras de energía:
Tipos de ondas. Características. Ecuación
de la onda. Propiedades: Reflexión, Refracción,
Difracción. Ppio. de Huygens.
- Acústica:
Ondas Sonoras. Intensidad del sonido.
Características. Timbre. Reflexión y Refracción.
Efecto Doppler”. (Ministerio de
Cultura, Educación, Ciencia y Tecnología,
2012, p.76).
En la próxima sección se muestran los
materiales y los cuidados necesarios para
la construcción del equipo. Seguidamente
se desarrollan los fundamentos teóricos
relacionados con ondas estacionarias longitudinales.
Continuamos con la descripción
de algunas actividades que pueden
realizarse con el equipo. Finalmente se
presenta una breve síntesis.
Construcción del equipo
Para la construcción del equipo, se necesitan
los siguientes materiales mínimos:
• Tubo de metal: de 40 mm a 50 mm de
diámetro y 1,50 m a 1,80 m de longitud.
• Membrana elástica (globo o piñata).
• Mecha de acero de 1 mm.
• Abrazadera.
• Junta aislante (junta de motor, etc.)
• Adhesivo para juntas de motor.
• Tapa metálica.
• Manguera especial para gas con regulador
• Espiga para la entrada del gas
• Garrafa de 3 kg o 10 kg.
• Pintura apta para resistir altas temperaturas
(opcional)
• Altavoz con amplificador.
• PC. y software generador de tonos, o
reproductor de mp3.
Se aclara que no es imperativo contar
con un tubo de las dimensiones que aquí se
exponen, pudiendo variar en su diámetro o
longitud, aunque no se recomiendan longitudes
menores, pues en ese caso no se favorecería
la formación de varios nodos y
antinodos en las ondulaciones
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