ONDAS ESTACIONARIAS OPTICA Y ONDAS, LABORATORIO I

ONDAS ESTACIONARIAS

OPTICA Y ONDAS, LABORATORIO I

David Fajardo 702261, Wilmer Montoya 702290, Jimmy Torres 702240

Universidad Católica de Colombia

Resumen: En esta práctica se pusieron a prueba conceptos vistos en clases pasadas con el fin de determinar las relaciones de frecuencia, tensión, masa de los objetos, etc., para llegar a conclusiones que puedan ser determinadas mediante estos datos.

Usando un oscilador, un cilindro y una cuerda podremos explicar el fenómeno de ondas estacionarias y sus nodos.

Introducción: La presencia de ondas estacionarias en un sistema presenta varios factores que influyen en su comportamiento como la cantidad de nodos, frecuencia de oscilación, longitud de la cuerda y distancia ente el punto estático y el punto que oscila. Estos factores hacen que las ondas se perciban más, o menos mejor, haciendo visible los nodos superiores e inferiores quedando ligeramente paralelos.

Marco teórico: Las ondas estacionarias son ondas donde hay presencia de puntos estáticos llamados nodos, estos nodos se crean gracias al choque de dos ondas opuestas de igual frecuencia y amplitud.

Estas ondas poseen una frecuencia de vibración que puede ser hallada mediante la siguiente formula:

[pic 1]

Dónde:

f Frecuencia de vibración.

n el nodo de vibración.

T Tensión de la cuerda.

u Densidad de masa lineal de la cuerda.

Esta densidad de masa está dada por:

[pic 2]

Donde:

m es la masa de la cuerda.

Montaje experimental: Para nuestro montaje necesitamos los siguientes materiales:

1 Oscilador

1 Soporte

1 Cuerda

1 Polea

1 Cilindro

1 Balanza

1 Metro

Se procede a colocar los materiales como se muestra en la figura 1:

[pic 3]

Procedimiento experimental:

1. Medir la masa del cilindro que vamos a usar.

2. Medir la masa y longitud de la cuerda que vamos a usar.

3. Mover el oscilador hasta apreciar 5 nodos en la onda.

4. Medir la distancia de la cuerda entre el oscilador y el soporte para determinar nuestra variable L´.

5. Repetir los pasos pero para números menos de nodos.

Resultados:

[pic 4]

La masa del cilindro puede ser obtenida gracias al uso de la balanza, al igual que la masa de la cuerda, nuestra variable L es obtenida gracias al metro.

A partir de ahora nuestras otras dos variables son obtenidas de la siguiente manera:

[pic 5]

La imagen anterior representa el diagrama de cuerpo libre del cilindro, fuerzas en X no posee y la sumatoria de fuerzas en Y da como resultado que la tensión sometida sobre el cuerpo es igual a su masa por la gravedad.

La densidad de masa (u), se definió anteriormente.

Ahora procedimos a realizar las respectivas mediciones de frecuencia (Hz) y longitud desde el oscilador al soporte fijo o la polea para la cantidad de nodos desde 6 hasta 1.

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