ondas estacionarias

Universidad Tecnológica Metropolitana del Estado de Chile.
Facultad de Ingeniería.
Departamento de Física.














Informe Nº1
Laboratorio de Ópticas y Óndas
“Ondas Estacionarias”




















Objetivos.

Determinar la relación entre la frecuencia y la longitud de onda de una onda estacionaria, en un medio material vibrante.

Determinarla velocidad del sonido en el aire, utilizando un tubo de Kundt.


Introducción y Marco teórico.

Este informe tratará sobre las Ondas Estacionarias y constará de dos partes, la primera se establecerá Qué es una Onda Estacionaria y Cómo se comporta en una cuerda tensa (Figura nº1). En la segunda parte se hará una Aplicación de las Ondas Estacionarias ocupando un tubo de Kundt (Figura nº2).Una Onda Estacionaria es una interferencia de dos ondas iguales en amplitud, longitud de onda, velocidad de propagación y frecuencia, pero de sentidos opuestos.

Al comenzar la vibración en el medio se propone que la onda inicial, que parte hacia un sentido, se llama Onda Incidente y al terminar el espacio definido que la contiene vuelve una onda igual pero en sentido contrario. Alproducirse este fenómeno en un espacio definido y en un mismo eje se tendrá un largo L con un punto de partida “a” y un punto de llegada “b”. Al iniciarse la vibración, de cierta frecuencia, desde “a” hacia “b”, comienza a propagarse la onda incidente, la cual al llegar al punto “b” se devuelve hacia “a” con la misma amplitud, longitud de onda y frecuencia que la onda incidente, ya que se supone que nohay perdida de energía en el proceso, la onda que se devuelve es llamada Onda Reflejo.

Esta suma de ondas provoca nodos estacionarios, los cuales, aparentemente no se mueven, debido a esto se le llama al fenómeno: Ondas estacionarias. Estos nodos se producen por la igualdad de las características de las ondas incidente y reflejo, y están separados por media longitud de onda de estas.Además, al suponer que no hay pérdida de energía en el proceso de la onda estacionaria la amplitud es igual para la onda incidente y la onda reflejo, al depender de la misma fuente vibratoria la frecuencia también es la misma para ambas, la velocidad de propagación, aunque contraria en sentido, también es la misma debido a que se propagan en el mismo espacio finito L y finalmente, producto de lasobservaciones anteriores, la longitud de onda será la misma para la onda incidente y reflejo.












Figura nº 1 (Sistema Cuerda Tensa)


Figura nº2 (Tubo de Kundt)













Procedimiento Experimental Ondas Estacionarias en Cuerda Tensa.

Materiales y equipo:

-Motor vibrador
-Fuente poder
-Cuerda
-Polea
-Peso (masa m.)

Pasos seguidos:­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­

1) Se instalan el Timer (motor vibrador) y la polea (con sus bases) a la misma altura y horizontalmente a la misma distancia.

2) Se conecta la cuerda a la extensión del motor y luego se conecta a la polea.

3) Se le incorpora un peso al extremo de la cuerda que pasa por la polea para dejar tensa la cuerda.

4) Seconecta el motor vibrador a la fuente de poder esta se enciende y el motor comienza vibrar.

5) Para la toma de datos se modifica la masa y producto de esto la tensión crece, esto se realiza un máximo de 4 veces.






















Resultados:


(Esquema explicativo del Experimento)


Toma de datos:

Los datos que se requieren para el experimento son:
-Longitud deonda que se genera .

-Tensión T de la cuerda en cada intento al cambiar la masa m.

-Densidad Lineal de la cuerda:= masa de la cuerda/ longitud de la cuerda = 0,00039 (Kg/mt)


Se ocuparán la longitud de dos nodos, la cual cambia con las distintas tensiones que se aplican en las 4 observaciones, donde en cada observación se aplicará una masa diferente. Para g=10 m/s*s...