FÍSICA DE FLUÍDOS, CALOR Y ONDAS

FÍSICA DE FLUÍDOS, CALOR Y ONDAS

LABORATORIO N° 4. FRECUENCIA DE MODOS

José Leonardo Ávila Vargas

Noy Ortíz, Carlos Fernando

cnoy@unbosque.edu.co

Ramirez Ibañez, Luis Eduardo

lramirezi@unbosque.edu.co

1. ABSTRACT.
   In this lab we will analyze the frequency generated in a string when excited with an external vibrator to generate standing waves. Vibrating string, they will generate different numbers of nodes in the rope, throw us different values ​​in order to find the frequency that is generated on the same.

1. INTRODUCCIÓN.

En este laboratorio vamos a amarrar principalmente una cuerda y luego un nailon de sus extremos, para excitarlos con un vibrador externo en condiciones de resonancia para generar en ellos ondas estacionarias. Con ayuda de la longitud del objeto que utilicemos (cuerda o nailon), la masa del mismo, la frecuencia que se utiliza para formar los modos, entre otros valores, obtendremos la frecuencia de modos (resonante).

1. Palabras Clave: Ondas estacionarias, frecuencia, longitud, amplitud.

1. OBJETIVOS.

• Encontrar el valor de la frecuencia de modos (resonante).

• Determinar los valores de: Longitud de cuerda, frecuencia de esta y la amplitud.

• A partir de la teoría vista en clase y con los valores anteriores encontrados, calcular el error porcentual sobre el valor de la frecuencia.

1. MARCO TEÓRICO.

Una onda estacionaria es el resultado de la superposición de dos movimientos ondulatorios armónicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos a través de un medio. Estas permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilación para cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras otros (antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.

[pic 1]

• Nodo.

Es todo punto de una onda estacionaria cuya amplitud es cero en cualquier momento.

• Longitud de Onda.

Es el periodo espacial o la distancia que hay de pulso a pulso.

• Amplitud de onda.

Se vincula al valor más alto que registra una variable, midiéndose desde el punto medio o de equilibrio.

[pic 2]

1. MATERIALES.

• Flexómetro.
• Trozo de caucho.
• Trozo de Nylon.
• Montaje experimental.
• Pesas con diferentes masas.
• Cronómetro.
• Súper polea.
• Vibrador externo.

1. PROCEDIMIENTO.

Coloque una masa m = (?) g en el extremo de la cuerda y escoja una longitud L que se debe medir desde el punto medio de la polea y el extremo del acople cuerda-caimán. Tome una amplitud A en el generador y encienda el oscilador electromecánico. Aumente lentamente la frecuencia del generador hasta que obtenga una onda estacionaria de máxima

Amplitud con modo de vibración     n = 1. Calcule la frecuencia propia del sistema.

1. ANÁLISIS DE DATOS.

[pic 3]

Con ayuda del montaje experimental, obtuvimos los siguientes datos:

Donde:

l: Longitud de cuerda.

a: Amplitud.

m: Masa.

f: Frecuencia

n1, n2: Número de nodos.

Posteriormente, medimos y pesamos el tramo de caucho y luego el tramo de nylon:

Para hallar la frecuencia de nodos, empleamos la siguiente fórmula:

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