Samir
Informe de laboratorio Nº3
UNIVERSIDAD
NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA
INFORME TERCER LABORATORIO DE FÍSICA II
FI204-S EXPERIMENTO: CUERDAS VIBRANTES
INTEGRANTES DE LA MESA F0:
LIMA LAHUANAMPA, YONATAN
20161271K
CUETO MERCADO, MICHAEL
20161334B
FLORES CARDENAS, TOMY
20164549H
FECHA Y HORA REALIZADO: 20/05/2017 A LAS 10:00 am
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Informe de laboratorio Nº3
INDICE
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Informe de laboratorio Nº3
Estudiar experimentalmente la relación entre la frecuencia, tensión, densidad lineal y longitud de una onda estacionaria en una cuerda tensa.
Determinar el número de armónicos que se originan a una cierta frecuencia y a una cierta tensión de la cuerda.
Determinar gráficamente los puntos donde se encuentra mayor energía potencial y cinética en la cuerda.
Definición: una onda es una perturbación de un medio que se propaga por el con una velocidad constante V característica del medio. En el ejemplo que nos ocupa, la cuerda es el medio y la perturbación el desplazamiento de los puntos de la cuerda respecto a su posición no perturbada, o de equilibrio.
Tipos de ondas:
Ondas transversales periódicas: son aquellas ondas en la cual los puntos del medio se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
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Ondas longitudinales periódicas: es aquella en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de compresión.
E lementos de las ondas:
Velocidad de una onda (v): es la rapidez con que se propaga la onda Longitud de onda ( λ): es la longitud que recorre la onda durante un periodo Periodo (T): es el tiempo en que un punto tarda en regresar a un mismo estado. Frecuencia ( F): es la inversa del periodo. Se puede calcular como numero de oscilaciones de ocurren por unidad de tiempo. Tensión (f): es la fuerza de tensión que hay en la cuerda tensa. Densidad lineal (µ): es la masa por unidad de longitud de la cuerda, es característico de la cuerda a utilizar.
-La pasión Y de una partícula en cualquier punto se calcula como:
-Usando las definiciones se tiene que V=
λ.f
-Además, la velocidad de propagación de la onda también se puede calcular de la siguiente manera: V=
√ µ 4
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I nterferencia y principio de superposición de ondas:
El principio de superposición de ondas establece que la magnitud del desplazamiento en la onda en cualquier punto del medio es igual a la suma de los desplazamientos en ese mismo punto de todas las ondas presentes.
Ondas estacionarias:
Las ondas estacionarias se producen debido a la interferencia de dos ondas que viajan en un mismo medio con la misma frecuencia y longitud de onda. Dicha interferencia es ocasionada por una vibración en una cuerda tensa y tiene el siguiente perfil de onda:
Considerando además la relación entre la velocidad de propagación, la frecuencia y la longitud de onda, v = f.λ , puede demostrarse que las frecuencias para las que se observarán ondas estacionarias en una cuerda están dadas por:
√ µ
f =
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1. UN VIBRADOR
2. UNA FUENTE DE CORRIENTE CONTINUA
3. UN PLASTICO
VASITO
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4. UNA POLEA INCORPORADA A UNA PRENSA
5. CUATRO
MASAS DE 10 GRAMOS Y 50 GRAMOS
UNA DE
6. UNA REGLA GRADUADA DE 1 METRO
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7. UNA 1.80
CUERDA DE METROS
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a) PESAR EN LA BALANZA EL VASITO Y LAS MASAS.
-Masa del
vaso= 15,8g
-Masa de
4=10,5g -Masa de
A=33,6g
-
Masa de B= 52,1g - Masa de 1=10g - Masa de 2=10,2g - Masa de 3=10,3
b) D I S P O N G A E L E Q U I P O SOBRE LA MESA TAL COMO SE VE EN LA IMAGEN.
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c) PONGA LA MASA DE 10 GRAMOS EN EL VASITO, HAGA FUNCIONAR EL VIBRADOR, VARIE LENTAMENTE LA DSITANCIA DEL VIBRADOR HATA LA POLEA HASTA QUE SE FORME UN NODO MUY CERCA AL VIBRADOR. MIDA LA DISTANCIA (L) DESDE LA POLEA HASTA EL NODO INMEDIATO AL VIBRADOR. ANOTE EL NUMERO (n) DE SEMILONGITUDES DE ONDA CONTENIDAS.
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d) REPITA EL PASO ANTERIOR CON 20, 30, 40, 50 , GRAMOS DENTRO DEL BALDECITO, CUYO PESO DEBE SER AÑADIDO AL DEL PESO CONTENIDO EN EL PARA REFERIRNOS A LA FUERZA (F). COMO RESULTADO DE LOS PASOS LLENAR EL CUADRO DE LA SIGUIENTE PAGINA.
Tabla 1.- valores de L y n para cada tensión de la cuerda. µ (densidad lineal de la cuerda) =350x − g/m
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m(g)
L(cm)
n
1
15,8
83
3
2
26,1
99
3
3
49,4
121
3
4
59,6
82,5
2
5
67,3
55,5
1
6
101,5
120
2
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153
71,2
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Calculo f , λ y v para cada peso llenando el cuadro siguiente:
−)
−)
Masa(Kg)
F(N)
n
L(m)
f(
0,0158
0,1549
3
0,83
38,01
0,5533
21,03
0,0261
0,256
3
0,99
40,97
0,66
27,04
0,0494
0,4846
3
1,21
46,12
0,8066
37,2
0,0596
0,5846
2
0,825
49,53
0,825
40,86
0,0673
0,6602
1
0,555
39,12
1,11
43,42
0,1015
0,9957
2
1,2
44,44
1,2
53,32
0,153
1,5009
1
0,712
45,98
1,424
65,47
λ(m)
V(m
38,01+40,97+46,12+49,753+39,12+44,44+45,98
f
=
= 43,4528 Hz
Grafique un perfil de la cuerda indicando la posición de mayor energía cinética y la posición de mayor energía potencial en la cuerda. MAYOR ENERGIA POTENCIAL
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Informe de laboratorio Nº3 MAYOR ENERGIA CINETICA
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Informe de laboratorio Nº3
Grafique versus F e interprete el resultado. Haga ajuste de la gráfica por mínimos cuadrados.
3000 2500 y = 347.56x + 1673.1
2000 1500
Series1
1000
Linear (Series1)
500 0 0
0.5
1
1.5
2
F
Grafica 1: Frecuencia al cuadrado versus fuerza
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