Ondas estacionarias

PREINFORME

Estudie el tema de las ondas estacionarias en una cuerda tensa (ver por ejemplo |3|, |4| y establezca con claridad los siguientes conceptos:

1. Resonancia: La resonancia es un fenómeno que llega a un punto medio de movimiento de dos objetos de igual origen sin tener que interactuar con ellos y no llega a un punto máximo de amplitud; es decir, que amplifica una vibración la cual se transmite de un objeto a otro cuya frecuencia natural es igual o muy cercana a la fuente.
2. La diferencia entre onda estacionaria y onda viajera:

Onda estacionaria: Es aquella perturbación oscilatoria en la cual ciertos puntos denominados nodos permanecen inmóviles, es el resultado de la superposición de una onda incidente y una onda reflejada.
Onda viajera: Es cualquier tipo de onda que se propaga en una misma dirección sin cambiar casi de forma, en una onda viajera cada partícula vibra con la misma amplitud.

1. Diagramas representativos de los modos de oscilación de una cuerda fija por ambos extremos.

[pic 1]

1. ANÁLISIS

1. RELACIÓN DE LA FRECUENCIA CON LA LONGITUD DE ONDA

1. Con los datos obtenidos en la sección 3.5.1 del procedimiento calcule la longitud de onda correspondiente para cada frecuencia de resonancia (formula 3.3). Complete la columna correspondiente de la tabla 1

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

1. Con los datos obtenidos, construya la grafica de frecuencias de resonancia en función de la longitud de onda, incluyendo la curva de tendencia y la ecuación de la misma con su índice de correlación.
2. Compruebe que la curva obtenida refleja la forma de la dependencia entre frecuencia y longitud de onda según [pic 13]
3. A partir de la ecuación de tendencia identifique la rapidez de propagación de la onda transversal a lo largo de la cuerda y use este valor para calcular el valor experimental de la densidad de la cuerda ()[pic 14]
4. Compare este valor con su valor teórico y determine la desviación porcentual del mismo.

1. FRECUENCIA DE RESONANCIA EN FUNCIÓN DEL NUMERO DE ARMONICOS

1. Con los datos de la tabla 1 (sección 3.5.1) compruebe que las frecuencias de los armónicos son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental, es decir, forman una sucesión armónica de la forma [pic 15]
2. Construya una gráfica de frecuencia f en función del número de armónicos n.
3. Halle la ecuación de la recta de tendencia y compárela con la ecuación teórica correspondiente (3.6). Determine si al comparar con la ecuación citada el termino independiente de la ecuación de la tendencia posee significado físico, si no lo poseen evidencie que su valor debe ser significativamente menos que la pendiente de esta recta y por lo tanto puede ser no considerado.
4. Usando la función ESTIMACION.LINEAL) (o LINEST en la versión en inglés) de la hoja de cálculo GoogleSheets, calcule la densidad de la cuerda (), así como la incertidumbre a partir de los datos de la tabla de valores que genera esta función. En el siguiente enlace, parágrafo (2.1) encuentra un ejemplo que ilustra el método para estos cálculos. [pic 16]

[pic 17]

1. FRECUENCIA DE RESONANCIA EN FUNCIÓN DE LA TENSIÓN

1. Construya una gráfica de frecuencia en función de la raíz cuadrada de la tensión (tabla 2, sección 3.5.2) incluyendo la ecuación de la línea de tendencia y su coeficiente de correlación.

[pic 18]

1. Halle la ecuación de la recta de tendencia y compárela con la ecuación teórica correspondiente (3.6). Determine si al comparar con la ecuación citada el termino independiente de la ecuación de la tendencia posee significado físico, si no lo poseen evidencie que su valor debe ser significativamente menos que la pendiente de esta recta y por lo tanto puede ser no considerado.

[pic 19]

[pic 20]

[pic 21]

[pic 22]

[pic 23]

1. Usando la función ESTIMACION.LINEAL) (o LINEST en la versión en inglés) de la hoja de cálculo GoogleSheets, calcule la densidad de la cuerda (), así como la incertidumbre a partir de los datos de la tabla de valores que genera esta función. [pic 24]

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

[pic 34]

1. FRECUENCIA DE RESONANCIA EN FUNCIÓN DE LA LONGITUD

1. Construya una grafica de frecuencia en función del inverso de la longitud efectiva de la cuerda (tabla 3, sección 3.5.2) incluyendo la ecuación de la línea de tendencia y su coeficiente de correlación.

[pic 35]

[pic 36]

1. Halle la ecuación de la recta de tendencia y compárela con la ecuación teórica correspondiente (3.6). Determine si al comparar con la ecuación citada el termino independiente de la ecuación de la tendencia posee significado físico, si no lo poseen evidencie que su valor debe ser significativamente menos que la pendiente de esta recta y por lo tanto puede ser no considerado.

[pic 37]

[pic 38]

[pic 39]

[pic 40]

[pic 41]

1. Usando la función ESTIMACION.LINEAL) (o LINEST en la versión en inglés) de la hoja de cálculo GoogleSheets, calcule la densidad de la cuerda (), así como la incertidumbre a partir de los datos de la tabla de valores que genera esta función. [pic 42]

[pic 49]

[pic 50]

[pic 51]

[pic 52]

[pic 53]

[pic 54]

[pic 55]

[pic 56]

...