Informe De Escolar De Fisica ( Ondas Mecanicas)

Velocidad del sonido utilizando el tubo de Kundt

Para estudiar las ondas acústicas preparamos un montaje experimental con un tubo de Kundt, que consta de un cilindro de un largo determinado y estrecho, abierto en uno de los extremos y cerrado por el otro, con un émbolo que puede extraerse completamente variando la longitud del mismo. En el interior del tubo hay aire a temperatura conocida, yaque es la medida en el laboratorio.
En el extremo abierto del tubo, se monta un altavoz, el cual emite una señal sonora a una frecuencia conocida (en este caso 2000Hz), y un micrófono conectado a un osciloscopio.
El proceso de medición consiste en desplazar el émbolo desde una posición próxima a la boca, alejándolo lentamente y observar si se producen variaciones de intensidad (los refuerzos yatenuaciones del sonido) en la pantalla del osciloscopio. Si se produce un refuerzo, se habrán encontrado una de las longitudes de tubo para la cual se produce resonancia.
Si tenemos un tubo cerrado por un extremo, la onda estacionaria más simple consta de un nodo en el extremo cerrado y un vientre en el abierto. Este caso sería el armónico fundamental, y la longitud del tubo correspondería a uncuarto de longitud de onda. El siguiente armónico tendría dos nodos y un vientre, es decir, tres cuartas partes de longitud de onda, y así sucesivamente.
De esta misma forma, se realizaron 5 mediciones de la longitud del tubo, que corresponden a 5 modos de resonancia o armónicos distintos.

Tablas y gráficos

Tabla nº 1: tabla de datos experimentales obtenidos de número de modo en función dela longitud de tubo correspondiente.

|nº de modo |Longitud del tubo (L) |Error de L |
| | |(EL) |
|- |[mm] |[mm] |
|0 |87 |2 |
|1 |173 |2|
|2 |257 |2 |
|3 |346 |2 |
|4 |431 |2 |

Grafico nº 1: grafica de número de modo en función de la longitud del tubo.
[pic]

Tabla nº 2: resultados del ajuste lineal de la grafica nº 1.

|Resultados RegresiónLineal |
|86,04166667 |86,79166667 |
|0,265492205 |0,558706343 |
|0,999952397 |0,98319208 |
|105030,1724 |5 |
|101529,1667 |4,833333333 |

Tabla nº 3: datos de pendiente, ordenada al origen y sus errores, y coeficiente de determinación para el ajustelineal, extraidos de la tabla nº 2.

|Pendiente (m) |86 |
|Error de la pendiente (Em) |0,3 |
|Ordenada al origen (b) |86,8 |
|Error de la ordenada al origen |0,6 |
|(Eb) | |
|Coeficiente de determinación |0,999952397|
|(R) | |

Ecuación lineal para L en función de n:

[pic] y con [pic]
[pic]
[pic] [pic] [pic] ec (1) [pic] [pic] ec (2)

Tabla nº 4: Resultado de la determinación de la velocidad del sonido a 19ºC como la pendiente del gráfico L vs. n suponiendo una relación lineal
L = (v/2f)*n+(v/4f)

|m= Vt/2f|E(Vt/2f) |f |Ef |Vt=m*2f |Evt=|2f*Em|+|2m*Ef| |
|[mm] |[mm] |[Hz] |[Hz] |[m/s] |[m/s] |
|86 |0,3 |2000 |1 |344 |2 |

Velocidad del sonido a la...