UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil
Informe de laboratorio: laboratorio:
Tema: ONDAS ESTACIONARIAS. CUCERDAS VIBRANTES
Curso : Profeso r : Alumno (s) : !"#$##+&
Fecha de Present ación
FÍSICA II ING. Fredy Miguel, Loaya Cordero
NARCISO PUJAY, Noél !"#$#"%$& Ecolino 'UA(AN RI)AS, Ale*ander Yvo
26/04/2015
Sección :
'
! " g i # a $ % $&
UNI - 2015 -I
INDICE.
1. OBJETIVOS----------------------------------------------------------
pag.3
2. FUNDAMENTO TEORICO---------------------------------------
pag.3
3. EXPERIMENTO---------------------------------------------------
pag. 5
4. MATERIALES-----------------------------------------------------
pag. 5
5. PROCEDIMIENTO----------------------------------------------------- pag. 7
6. CALCULOS Y RESULTADOS-------------------------------------- pag.8
7. CONCLUSIONES ---------------------------------------------------- pag.10
8. RECOMENDACIONES---------------------------------------------- pag.10
9. ILIO!RA"IA-------------------------------------------------------- pag.10
! " g i # a & % $&
1. OBJETIVOS
Objetivo Temtico: -
En ete e*.eri/ento etudiare/o la 0or/aci1n de onda etacionaria en una cuerda, /otrando la e*itencia de in2nita 0recuencia de reonancia en ete /edio el3tico4
Objetivos es!ec"#cos:
o
5eter/inar la relaci1n entre la 0recuencia, teni1n, denidad lineal 6 longitud de onda etacionaria en una cuerda tena4
o
Anali7ar la ocurrencia de la reonancia4
o
Encontrar la 0recuencia de vi8rador4
$% F&'A*'TO T*+,ICO:
Co/o ie/.re 9e/o .rocedido, de ante/ano e .reentaran ante nootro, de2nicione indi.ena8le .ara el entendi/iento de la e*.eriencia4 •
Ondas *stacionarias:
Son a:uella onda :ue e 0or/an .or la inter0erencia de do onda de la /i/a naturale7a e igual a/.litud, longitud de onda 6 0recuencia :ue avan7an en entido o.ueto a travé de un /edio4 Ade/3 la onda etacionaria ta/8ién e .uede de2nir co/o a:uella en la :ue lo nodo de la onda .er/anecen in/1vile4 Un e;e/.lo de onda etacionaria e cuando e ata a la .ared una cuerda a la :ue le a.lica/o una 0uer7a de agitaci1n de arri8a 9acia a8a;o, la onda e .ro.agara .or toda la cuerda 6 cuando c9o:ue con la .ared, éta retorna en entido invero4 Si :uere/o a8er la ecuaci1n de una onda etacionaria, tendría/o :ue generen cuenta el /ovi/iento de la onda 6 u re
Eta 01r/ula no da co/o reultado=
•
Frecuencias en una Onda *stacionaria:
>a 0recuencia en la onda etacionaria de.ende de un .ar de 0actore :ue on 0unda/entale, la longitud 6 la teni1n en la cuerda4 Sa8iendo :ue la cuerda tiene una longitud >, tendre/o :ue e 0or/an nodo en ?@ " 6 ?@ >, teniendo en cuenta lo anterior 6 .oniendo en .r3ctica lo etudiado en clae, a8e/o :ue la longitud de la onda et3 dada .or la ecuaci1n @ !> -n. donde > e la longitud de la cuerda 6 n e el /odo en el :ue e encuentre la onda, n@ #, !, +,B
! " g i # a ( % $&
A9ora 8ien, .or otro lado, co/o la 0recuencia 6 la longitud de onda et3n relacionada con la velocidad de .ro.agaci1n, .ara 9allar la 0recuencia :ue .uede tener la onda e/.lea/o la relaci1n =vT , o 8ien =v/ . Al 2nal, o8tene/o :ue la 0recuencia et3 relacionada con la velocidad de .ro.agaci1n 6 al /i/o tie/.o con la longitud de la onda de la iguiente 0or/a=
En donde F e la 0recuencia de la onda en la cuerda a un n Do /odo deter/inado4 Por lti/o, a8iendo :ue la velocidad de .ro.agaci1n de onda en una cuerda de.ende de u teni1n 6 u coe0iciente G, tene/o :ue nuetra e*.rei1n 0inal e=
3. EXPERIMENTO
El e:ui.o e*.eri/ental e /otrado en la 2gura #4 Una cuerda el3tica u;eta a una teni1n H e .ertur8ada con una ocilaci1n tranveral .eri1dica de 0recuencia 6 a/.litud A, origin3ndoe onda tranverale :ue e .ro.agan a lo largo de la cuerda4 Co/o el .unto 6 retornan con velocidad 6 0ae invertida4 Al u.er.onere la onda incidente 6 re
/%
AT*,IA0*S:
-Una 0uente de corriente continua4 - Un vi8rador4
! " g i # a ) % $&
-Un vaito de .latico4
-Una .olea incor.orada a una .rena4
-Una regla /ili/étrica de un /etro4
-Una 8alan7a4 ! " g i # a * % $&
-Pea de #", !" 6 K" gr4
-Una cuerda de a.ro*4 !/ de longitud4
1% P,OC*II*'TO:
I%
P,I*, P,OC*II*'TO: a Eli;a un ar/1nico deter/inado en la onda etacionaria 6 anote el valor de n 8 )ariando / 6 l o8tenga el ar/1nico :ue eligi1 inicial/ente4 c Re.etir el .rocedi/iento anterior .ara divero valore de la /aa / 6 longitud l4 d (ida la /aa 6 la longitud de la cuerda4
II4
S*2&'O P,OC*II*'TO:
a(anteniendo contante la teni1n, .roceda a variar l 6 n4 8'acer una ta8la :ue contenga > Dlongitud de la cuerda 6 n Del ar/1nico corre.ondiente a l4
! " g i # a + % $&
3% C40C&0OS 5 ,*S&0TAOS I%
Calculando la densidad lineal de la cuerda:
II4
6allando la frecuencia con el n7mero de armónico constante n@! (n)
! " g i # a % $&
HAL>A #4 RE>ACIMN E?PERI(ENHA> 5E >A (ASA Y 5E >A >ON5IHU5
RFICO #4 >ONIHU5 v RAI CUA5RA5A 5E >A (ASA4
5el gra2co o8tene/o la ecuaci1n de corre.ondencia= > @ !4#"K# /Q"4K "4"##
! " g i # a - % $&
III%
6allando la m89%9$13
frecuencia
con
la
masa
constante(m)
HAL>A !4 RE>ACIMN E?PERI(ENHA> 5E> N(ERO 5E AR(MNICOS Y 5E >A >ON5IHU5
RFICO !4 >ONIHU5 v E> NU(ERO 5E AR(MNICOS4
Utili7ando el /étodo de /íni/o cuadrado o8tene/o la iguiente ecuaci1n= > @ "4#K% n T "4"+%!
! " g i # a $ % $&
%
O;S*,
Sie/.re e*itir3n en la naturale7a 0actore :ue i/.idan :ue la e*.eriencia co/o eta e den con /uc9a e*actitud, tiene :ue ver tanto el error 9u/ano en la /edici1n de alguna /agnitude co/o lo 0actore del /edio :ue .udieen .reentare4 Ha/8ién .ode/o o8ervar :ue lo errore en c3lculo en la /edicione de la e*.eriencia no a6udan a darno cuenta de lo valioo :ue e tener .recii1n 6 .aciencia .ara lograr un reultado /3 e*acto 6 con un /argen de error /3 .e:ueo4
%4 CO'C0&SIO'*S
Cuando varía la teni1n de la onda ta/8ién varía la longitude, 0recuencia 6 velocidade de la onda4
(ientra /a6or n/ero de nodo :ue e o8tienen .or la onda de una cuerda de una ola longitud, la longitud de cada onda di/inu6e4
Al uare una cuerda de /i/a denidad .ara cada cao lo valore de la longitude, 0recuencia 6 velocidade de la onda varían4
=% ,*CO*'ACIO'*S
Fi;en 8ien la .olea 6a :ue eta tiene :ue etar :uieta .ara evitar lo errore4
In0or/are .revia/ente del te/a de la e*.eriencia4
Hodo el gru.o de8e 9acer 8ien u tra8a;o deignado .ara o8tener /e;ore reultado4
>9%
;I;0IO2,AFIA
SERVAY4 Fíica 4Ho/o II E5IHORIA> (craW 'ill 4Hercera Edici1n 4(é*ico ,#XX+4 Facultad de Ingeniería Civil4 DUniveridad Nacional de Ingeniería, (anual de la8oratorio de 0íica general, !"#!, P3g4 X!-X+4 FISICA II- >IC4 'U(LERHO >EY)A4 FISICA4 )ol4 II Ca/.o 6 onda4 (arcelo Alono 6 EdWard Finn4
! " g i # a $$ % $&
! " g i # a $& % $&
