ONDAS TRANSVERSALES
Enviado por Maria Alejandra • 29 de Mayo de 2018 • Ensayos • 1.667 Palabras (7 Páginas) • 123 Visitas
Cabarcas María, Carrillo Ariadna, Guerra Daniela, Yance Nicolle, Navarro Luis
Laboratorio de Física 2.
Universidad del Atlántico
[pic 1]
ONDAS TRANSVERSALES
Resumen— En esta práctica de laboratorio se estudió la creación de ondas estacionarias utilizando un vibrador con frecuencias definidas como pulsador y una cuerda como medio de propagación. A partir de los valores hallados, se encontraron las frecuencias experimentales y las comparamos con la frecuencia definida por el vibrador.
En este laboratorio se analizó el comportamiento de una onda estacionaria en un modelo real de laboratorio donde se notó la relación entre la frecuencia y la tensión, la velocidad de la onda y la tensión, la longitud de la cuerda y la frecuencia; además de otros aspectos importantes en el estudio del movimiento de una onda.
Abstract— In this practice of laboratory there was studied the creation of stationary waves using a vibrator with frequencies defined as push-button and a rope as way of spread. From the found values, they found the experimental frequencies and we compare them with the frequency defined by the vibrator.
In this laboratory there was analyzed the behavior of a stationary wave in a royal model of laboratory where the relation was obvious between the frequency and the tension, the speed of the wave and the tension, the length of the rope and the frequency; besides other important aspects in the study of the movement of a wave.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
En la producción experimental de ondas podemos utilizar un vibrador periódico que envía pulsos senoidales de frecuencia medible hacia una cuerda flexible cuya longitud está fija, se producen entonces ondas transversales que corren en ambos sentidos y que se reflejan en los extremos. La acción recíproca de las ondas directas y reflejadas a lo largo de la cuerda produce lo que se llama “ondas estacionarias”. Las posibles formas de vibrar de la cuerda son como se ilustra en la figura:
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
Donde L = Longitud de la cuerda, y n = 1, 2,3,… (Número de usos en la cuerda)
Los puntos que no se desplazan (A, B, D y F en la figura 3) se llaman nodos y a los de máximo desplazamiento (C y E) se les llama antinodos (o vientres). La figura formada entre dos nodos se les llama uso. Observe que en los extremos se producen obligatoriamente nodos y cualquier número de nodos entre ellos, además la distancia que separa dos nodos (un uso) es igual a una semilongitud de onda. Lo anterior podemos resumirlo así:
y n = 1, 2, 3,… Ósea que , [pic 5][pic 6][pic 7]
Por otro lado sabemos que y por tanto afirmar que las frecuencias naturales con que puede vibrar la cuerda son: Donde es la velocidad con que se propaga la onda en dicha cuerda y viene dada por , T es la tensión en la cuerda y , la densidad lineal de masa en la cuerda. Entonces las frecuencias posibles de vibración de una cuerda de longitud L y sometida a una tensión T pueden ser: , que para n = 1 se tiene la frecuencia más baja llamada la frecuencia fundamental, para n > 1 son los armónicos. Estas son las frecuencias para las cuales la cuerda de manera natural puede vibrar y entrar en resonancia con cualquier agente que le suministre alguna de estas frecuencias. Si la cuerda es obligada a vibrar con una [pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]
Frecuencia distinta a alguna de este conjunto, decimos que está en resonancia forzada.
MATERIAL UTILIZADO
Aparato de vibración de cuerda, Cinta métrica, cuerda de aprox. 70 cm, Estroboscopio, Balanza
PROCEDIMIENTO
Se toma una cuerda con característica iguales que hay montada en el vibrador, esta mimas se pesa y se mide como lo pide la experiencia, luego se realiza el montaje y se puso en funcionamiento el vibrador después este se desplaza verticalmente el soporte que mantiene el dinamómetro, ajustando se nota que las diferentes tensiones que forman a partir de uno, dos, tres, cuatros usos y se anotan el valor de la tensión que está indicando el dinamómetro por último se procedió a hallar la frecuencia.
[pic 14]
RESULTADOS
Esta es la densidad lineal de masa en la cuerda:
𝜇=[pic 15]
Tenemos la ecuación de v que sería la velocidad que se propaga la onda en dicha cuerda que es:
[pic 16]
[pic 17]
Y 𝜇= la densidad lineal de masa en la cuerda, entonces las frecuencias posibles de vibración de una cuerda de longitud L y sometida a una tensión T pueden ser [pic 18]
, podemos remplazar v en esta fórmula y nos queda como [pic 19]
[pic 20]
L cambia con cada uso entonces 𝜇 también cambia por tal razón por cada uso se aplicaran las anteriores fórmulas y al final se sacara un promedio tanto de la frecuencia como de la densidad lineal de la masa en la cuerda.
- Para el uso uno
m=1,6X10-4Kg
L=0,473 m
T=0,75 N
Buscamos
𝜇= [pic 21]
𝜇1=[pic 22]
Se calcula la velocidad
[pic 23]
[pic 24]
Teniendo estos valor ahora se remplaza en la otra fórmula y se halla la frecuencia
[pic 25]
[pic 26]
- Para el uso dos
m=1,6X10-4Kg
L=0,475 m
T=0,20 N
𝜇=[pic 27]
𝜇2=[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
- Para el uso tres
m=1,6X10-4Kg
L=0,484 m
T=0,10 N
𝜇=[pic 33]
𝜇3=[pic 34]
[pic 35]
[pic 36]
[pic 37]
[pic 38]
- Para el uso cuatro
m=1,6X10-4Kg
L=0,495 m
T=0,06 N
𝜇=[pic 39]
𝜇4=[pic 40]
[pic 41]
[pic 42]
[pic 43]
[pic 44]
- Para el uso cinco
m=1,6X10-4Kg
L=0,504 m
T=0,05 N
𝜇=[pic 45]
𝜇5=[pic 46]
...