Velocidad Del Sonido

Resumen

Se busca determinar la velocidad a la que viaja el sonido en el aire de la ciudad de México, con ayuda de la resonancia dentro de un tuvo que contiene agua y un diapasón que es nuestra fuente de ondas sonoras. Al final tuvimos que sustituir el diapasón por una aplicación para Android, pero obtuvimos los resultados promedio de velocidad del sonido para la ciudad (aprox. 329 m/s).

Introducción

El sonido ocasiona perturbaciones ondulatorias en el medio en el que se desplaza. En este experimento se estudia la propagación en el aire, que es un gas. En este caso, la velocidad a la que se propagan las ondas sonoras, no sólo depende del tipo de gas sino también de la temperatura a la que se encuentra éste. Por eso es necesario obtener la velocidad promedio del sonido a través del aire de la ciudad de México. Encontramos con ayuda de la tabla del apéndice que dicha velocidad es de 328.5 m/s. Este dato nos servirá como comparación para reconocer la veracidad de nuestros datos y procedimientos.

Para calcular la velocidad del sonido en nuestro gas, utilizaremos la siguiente ecuación:

V=2fΔL

Donde V es la velocidad del sonido, f es la frecuencia y ΔL=L_2-L_1 Es la longitud de diferencia entre los dos niveles de agua

Y para determinar el coeficiente adiabático, usaremos ésta otra, una vez que ya tengamos la velocidad del sonido.

V=√(γRT/M)

Donde γ es el coeficiente adiabático, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura y M es la masa molar del fluido en el cuál se está propagando la onda

Objetivo

Determinar la velocidad del sonido en el aire, así como el coeficiente adiabático utilizando sólo un diapasón y agua contenida en un cilindro.

Hipótesis

Después de que hagamos sonar el diapasón y lo pongamos en la boca del cilindro, las ondas sonoras producidas viajarán a través del tuvo hasta encontrarse con el agua y rebotarán de vuelta. A medida que vayamos bajando el nivel del agua, las ondas podrán alcanzar el efecto de resonancia y el cambio de altura en el agua que tendremos que ocasionar será diferente dependiendo de la frecuencia producida por el diapasón.

Material

Tubo de acrílico de resonancia con tanque de agua y manguera.

Soporte universal

Cubeta

Diapasones de 250, 500, 2000 y 4000 Hz

Masking tape para marcar las alturas en el tubo.

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