Laboratorio Velocidad Del Sonido

En esta práctica de laboratorio tuvo como objetivo medir la velocidad del sonido y observar el fenómeno de resonancia en ondas de sonidos; todo esto se realizó con la finalidad de consolidar algunos conceptos como interferencia, reflexión, longitud de onda, velocidad, nodo, antinodo entre otros; para ello se tomaron diversos datos en donde se halló la magnitud de la velocidad del sonido mediante tres diapasones que emitían sonidos a frecuencias diferentes, se anotó diversas longitudes de onda y posteriormente se calculó la magnitud de la velocidad del sonido experimental finalmente se estudió la relación entre la magnitud teórica comprendiendo cómo se comportan las ondas del sonido, que tipo de ondas son y la manera en cómo se puede medir la velocidad.

Palabras clave: Diapasón, frecuencia, longitud de onda, velocidad, nodo, antinodo, reflexión, resonancia.

Abstract:

In this lab we aimed to measure the speed of sound and observe the phenomenon of resonance in sound waves, all this was done in order to consolidate concepts such as interference, reflection, wavelength, speed, node, antinode between other, to thereby identify data where the magnitude of the speed of sound by means of three tuning forks hallo uttered sounds were taken at different frequencies, different wave lengths are scored and then the magnitude of the sound velocity calculation experimental study finally the relationship between the theoretical magnitude understanding how sound waves that are kind of waves and the way how you can measure the speed behave.

Keywords: Neck, frequency, wavelength, speed, node, antinode, reflection, resonance.

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio se estudió el fenómeno de resonancia en ondas de sonido, esto se realizó con la finalidad de comprobar la magnitud teórica de la velocidad del sonido la cual es: V_s=340m/s. Para lograr llegar al objetivo, primero se calculó hallar la velocidad del sonido de una forme experimental; para lo cual se usó la ecuación básica de una onda periódica, con el fin de hallar la velocidad del sonido, a partir de los datos obtenidos experimentalmente: V= λf. Y como medida final se halló el u% entre las dos velocidades.

Durante el proceso experimental se contó con un tubo posicionado verticalmente, el cual contenía agua en su interior; ligas para identificar las longitudes de onda, y además, tres diapasones que generaban frecuencias de 512, 1024 y 2048 Hz. Se usó el agua como medio de propagación de la onda de sonido. Los resultados evidencian que tanto la velocidad teórica del sonido es muy parecida a la experimental lo que quiere decir, que la teoría sobre la velocidad explica muy bien la realidad de esta, teniendo un margen de error muy pequeño.

MARCO TEORICO

En todos los trabajos experimentales es indispensable tener claro una serie de conceptos teóricos básicos que son útiles al experimentador para la realización de los mismos, los cuales sirven de apoyo para determinar y analizar los resultados obtenidos para confirmar los supuestos teóricos y lograr el propósito de la experimentación. En este trabajo tomamos como referentes algunos conceptos y definiciones para la comprensión de la situación planteada, entre ellos:

Frecuencia: La frecuencia f, es el número de oscilaciones por segundo.

Amplitud: La amplitud del movimiento, denotada con A, es la magnitud máxima del desplazamiento respecto al equilibrio; es decir, el valor máximo de |x| y siempre es positiva.”

Longitud de onda (λ): Es la distancia real que recorre una onda en un determinado intervalo de tiempo. Es una magnitud física que describe la distancia entre dos puntos consecutivos de una onda sinusoidal que poseen la misma fase.

Imagen 1. Longitud de onda

Reflexión: Es el cambio de dirección de una onda, que al estar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Ondas estacionarias: Las ondas estacionarias son aquellas ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmóviles. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio.

Se producen cuando interfieren dos movimientos ondulatorios con la misma frecuencia, amplitud pero con diferente sentido, a lo largo de una línea con una diferencia de fase de media longitud de onda.

Imagen 2. Ondas estacionarias

Ondas sonoras: Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales, que pueden propagarse en los medios materiales (sólidos, líquidos y gases). Si el medio en que se propaga la onda sonora es un gas, tal como el aire.

Velocidad: Entre la velocidad de propagación v de una onda, su longitud de onda,  y su frecuencia f existe la relación:

V=λf

Fenómeno de resonancia: se produce cuando la frecuencia angular de la fuerza externa coincide con la frecuencia natural de oscilación del sistema, con un aumento de la amplitud.

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

El aparato que se utilizó en esta práctica de laboratorio cosiste en un tubo de vidrio, de nos 100 cm y unos cinco centímetros de diámetro interior, colocado en una posición vertical y comunicado por su extremo inferior mediante un tubo de caucho, con un depósito de agua cuya altura puede regularse a fin de hacer variar el nivel de agua en el tubo resonante.

Imagen 3. Montaje

Inicialmente se tomó el diapasón de 512 Hz y se provocó vibraciones sonoras las cuales fueron transmitidas al agua al golpear con el martillo y acercar el diapasón al agua.

Posteriormente se identificó lo más acertadamente el momento de resonancia (instante

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