Experimento TUBO DE RUBENS

FISICA III

JHEFERSSON ROJAS PEÑA

CRISTIAN FABIÁN ROJAS MOLINA

DIEGO PERALTA GARCÍA

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL HUILA “CORHUILA”

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA INDUSTRIAL

PITALITO

2016

FISICA III

JHEFERSSON ROJAS PEÑA

CRISTIAN FABIÁN ROJAS MOLINA

DIEGO PERALTA GARCÍA

PROYECTO: TUBO DE RUBENS

HARBLEIDY ANDREA PASINGA MUÑOZ

LICENCIADA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICA

CORPORACIÓN UNIVERSITARIA DEL HUILA “CORHUILA”

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA INDUSTRIAL

PITALITO

2016

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN        

JUSTIFICACIÓN        

OBJETIVOS        

FUNDAMENTOS TEORICOS        

MATERIALES        

PROCEDIMIENTO        

FUNCIONAMIENTO        

RESULTADOS        

IMÁGENES        

CONCLUSIONES        

BIBLIOGRAFÍA        

INTRODUCCIÓN

El Tubo de Rubens es un experimento demostrado por primera vez por Heinrich Rubens en 1904. Se compone de un tubo que contiene muchos agujeros en la parte superior, gas propano y un altavoz en un extremo. Cuando el tubo se llena con el gas propano, se crea una fila de llamas. Normalmente, estas llamas se mantienen sobre todo la misma altura, ya que la presión en el tubo es más o menos constante. Sin embargo, cuando el sonido se reproduce a través de los altavoces, las llamas cambian en la altura debido a las ondas estacionarias, que es equivalente al sonido que se reproduce.

 El Tubo de Rubens demuestra que las ondas sonoras son ondas de presión que viajan a través del gas. Estas ondas crean una ligera variación en la presión del tubo en diferentes longitudes a lo largo del tubo. Gracias al principio de Bernoulli, sabemos que la velocidad del gas que escapa por los orificios del tubo es una función de fuerza de presión del gas de salida.

En las zonas de mayor presión, el gas se escapa rápidamente y la llama es más alta y en las zonas de presión más baja las llamas son más cortas. Estas variaciones son causadas por las ondas de sonido producidas por el altavoz. Resumiendo todo esto, podemos decir que las diferentes alturas de llama a través del tubo son una representación del sonido que se está reproduciendo.

JUSTIFICACIÓN

En el nivel básico especialmente en el ámbito de universitario se espera que los alumnos sean capaces de desarrollar habilidades y competencias que les sean de gran utilidad. Se debe poner atención para poder vincular lo que se aprende con la utilidad de estos conocimientos en la vida diaria y dar utilidad a la adquisición de éstos. Es por eso que se quiere aprovechar el conocimiento acerca de cómo el sonido se propaga por el ambiente, por medio de perforaciones realizadas en un tubo con llamas alentadas con gas propano, mostrándose en las llamas el nivel de intensidad de las ondas sonoras y ofrecer dicho proyecto para los bares y clubs nocturnos de la ciudad de Pitalito para ambientar de una forma fresca y elegante sus espacios de fiestas y demás eventos.

OBJETIVOS

Objetivo General

Demostrar  la frecuencia de ondas mecánicas de tipo longitudinal a través de la observación de la variación de presión originada en el dispositivo conocido como tubo de Rubens.

Objetivos Específicos

• Garantizar el buen funcionamiento del dispositivo mediante la adecuada elaboración, y ensamble de todas sus piezas.

• Promover el uso del tubo de Rubens como elemento de ambientación en bares y clubs nocturnos, ya que sería un proyecto innovador en la ciudad de Pitalito.

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FUNDAMENTOS TEORICOS

• Fundamentos bíblicos

Después de haber estudiado el tubo de Rubens notamos que el fuego es un símbolo del poder de Dios, pero también refutamos que el espíritu de Dios es el que nos mueve a toda verdad para así poder cumplir el propósito planeado por el creador.

Lucas 3:16

Respondió Juan, diciendo a todos: Yo a la verdad os bautizo en agua; pero viene uno más poderoso que yo, de quien no soy digno de desatar la correa de su calzado; Él os bautizará en Espíritu Santo y fuego.

El fuego limpia y purifica, santifica.

• Antecedentes:

 John Le Conté en 1858 descubrió que las llamas fueron sensibles al sonido. En

1862 Rudolph Koenig puso de manifiesto que la altura de la llama podría verse afectada por la transmisión de sonido en el suministro de gas, y el cambio a medida que pasa el tiempo se pudo mostrar con espejos en rotación. August Kundt, en 1866, demostró una acústica onda estacionaria mediante la colocación de semillas de licopodio o corcho polvo en un tubo. Cuando un sonido se presentó en el tubo, el material del interior se alineó en los nodos y los vientres de acuerdo con la oscilación de   la   onda,   creando   una   onda   estacionaria.   Más   tarde   ese   mismo   siglo,   Behn mostraron que pequeñas  llamas podrían utilizarse como indicadores sensibles  de presión.   Por   último,   en   1904,   utilizando   estos   dos   descubrimientos   importantes, Heinrich Rubens , a quien se nombra después de esta experiencia, tomó un metro de largo tubo de 4 y perforado 200 agujeros pequeños en ella en intervalos de 2 centímetros, y lo llenó de un gas inflamable.

Después de encender el gas (cuyas llamas se levantaron todos a igual altura de cerca), señaló que un sonido que se produce en un extremo del tubo crearía una onda estacionaria,  lo que equivale  a la  longitud de onda del sonido que  se está hecho. Krigar-Menzel ayudó a Rubens con la teoría.

• Hipótesis

El sonido es una perturbación que hacemos a un determinado medio físico (como aire, agua, metal, etc.) de tal modo que lo que producimos en él es una onda mecánica de naturaleza longitudinal. En el caso del aire son las partículas que lo componen las que vibran, y la frecuencia y amplitud de esta vibración dependerán de la fuente sonora que las está produciendo. Así por ejemplo cuando tocamos la cuerda de una guitarra, ésta comienza a vibrar y es esa vibración la que perturba el medio que lo rodea (aire en este caso). Entonces la cuerda vibrante perturba a las moléculas de gas que están a su alrededor, haciéndolas oscilar con la misma. En otras palabras, lo que hace la cuerda es modificar la densidad del aire, lo hace oscilar, y esta perturbación se transmite como una onda longitudinal por todo su rededor, provocando que la concentración de partículas gaseosas varíe en el tiempo mientras pasa por ahí la onda sonora.

• Marco teórico:

El sonido: Para la física, el sonido implica un fenómeno vinculado a la difusión de una onda de características elásticas que produce una vibración en un cuerpo, aun cuando estas ondas no se escuchen.

El sonido audible para los seres humanos está formado por las variaciones que   se   producen   en   la   presión   del   aire,   que   el   oído   convierte   en   ondas mecánicas para que el cerebro pueda percibirlas y procesarlas.

Al propagarse, el sonido transporta energía pero no materia. Las vibraciones se generan en idéntico rumbo en el que se difunde el sonido: puede hablarse, por lo tanto, de ondas longitudinales.

 Se ha estimado que el sonido, cuando se registra una temperatura de veinte grados centígrados, alcanza una velocidad en el aire de trescientos cuarenta metros   por   segundo.   Cabe   destacar,   por   lo   tanto,   que   la   velocidad   que consigue el sonido es superior en los medios sólidos que en los líquidos, y que es mayor en éstos últimos que en los gases.

Se conoce como potencia acústica, por otra parte, a la cantidad energética en forma  de  ondas  que   emite   una   cierta   fuente   por   unidad   de   tiempo.   Esta potencia depende de la amplitud (la variación más grande de desplazamiento del movimiento ondulatorio).

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