UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTADER FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE FISICA LABORATORIO DE FISICA III Sergio andres prada código 2144013 Edison Fernando Dávila código 2144046 Heber Julián rodrígue código 214322!
TITULO: L4. ONDAS SONORAS OBJETIVOS •
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•
Es"udiar las ondas sonoras es"acionaras# $ la variación de sus longi"udes de onda al %odi&icar la &recuencia' (alcular la velocidad del sonido en el aire con base a da"os e)peri%en"ales $ co%pararla con el valor "eórico de la %is%a' Es"udiar la relación e)is"en"e en"re la variación de la "e%pera"ura a%bien"e $ el valor esperado de la velocidad de propagación propagación del sonido en el aire# para "ra"ar de predecir ca%bios en el e)peri%en"o en base a es"a relación'
TABLAS TABLAS DE DATOS Y CALCULOS
Frecuencia [H [Hz
!" [#
!$ [#
!% [#
!4 [# [#
!& [#
*00
0'31+
0'66
0',,
1000
0'1*
0'3*
1400
0'14
1!00 2100
!' [# [#
!( [#
0'+*
0'**
0',*
0'2!
0'41
0'+4
0'6*
0'*,
0',4
0'10
0'20
0'30
0'40
0'+0
0'60
0'*0
0'0!
0'1*
0'26
0'34
0'43
0'+1
0'60
2. Calcule Calcule la longitud longitud de onda (Use (Use el valor valor de la distancia distancia promed promedio io entre los máximos para ΔL)
Para una frecuencia de 700 ert! 0'6,. 1 0'66. 2 -
-pro% . 2 - 1 - /-
0'660'31+/2. 1 0',,0'66/2.
2
-
2pro% .0'6*+%
Para una frecuencia de "000 ert! 0'4. 1 0'+*0'3*/2. 2 -
0'3*0'1*/2.1 04. 2 -
0'4. 4 -
0'**0'+*/2. 3 -
0'4.
0',,0'**/2.4 -
-pro% . 4 -
3
-
- 1 - /-
2
3
4pro% .0'4%
Para una frecuencia de "#00 ert! 0'2!. 1 0'410'2!/2. 2 -
0'2!0'14/2.1 0'26. 2 -
0'26. 4 0'24. 4 0'3. 4 -
0'+40'41/2. 3 -
0'26.
0'6*0'+4/2.4 0'*,0'6*/2.+ 0',40'*,/2.6
-
-pro% . 6 - + - 4 - 3 - 2 - 1 -/-
3
6pro% .0'26*%
Para una frecuencia de "$00 ert! 0'2. 1 0'300'20/2. 2 -
0'200'10/2.1 0'2. 2 -
0'2. 4 0'2. 4 0'2. 4 -
0'400'30/2. 3 -
0'2.
0'+00'40/2.4 0'600'+0/2.+ 0'*00'60/2.6
-pro% . 6 - + - 4 -
3
-
2
- 1 -/-
3
6pro% .0'2%
Para una frecuencia de 2"00 ert! 0'1!. 1 0'260'1*/2. 2 -
20'1*0'0! .1 0'1!. 2 -
0'340'26/2. 3 0'430'34/2.4 0'+10'43/2.+ 0'600'+1/2.6
-
-pro% . 6 - + - 4 - 3 - 2 - 1 -/4. (álculo de la velocidad del sonido e)peri%en"al
0'1!. 4 0'16. 4 0'1!. 4 -
0'16.
3
6pro% .0'1*3%
.ongi"ud de onda .Frecuencia Frecuencia.
*00H
5.*00 0'6*+. 4*2'+%s/
Frecuencia [Hz
L)n*i+u, ,e )n,a - [#
Ve)ci,a, ,e /)ni,) 0e12.3 [#/
*00 1000 1400 1!00 2100
0'6*+ 0'4 0'26* 0'2 0'1*3
4*2'+ 400 3*3'! 360 363'3 3,3',2
&. 5elocidad pro%edio . 3,3',2%s/ '' (álculo de la velocidad del sonido "eórica
. (oe&icien"e del orden de 1'4 7ue relaciona los calores especí&icos del aire a volu%en cons"an"e $ a presión cons"an"e .(ons"an"e universal de los gases . 8asa %olecular del aire . 9e%pera"ura Es"a ecuación se puede apro)i%ar co%o:
a "e%pera"ura del aire "o%ada en el labora"orio &ue de 24'4 ;( 7ue en grados ee%plaando en la ecuación an"erior
5.20'0+1*024, 5. 34+'!+ %s/
(. (o%paración del valor "eórico de la velocidad del sonido con el valor e)peri%en"al de es"a:
?error. 34+'!+3,3',2/ 34+'!+/ 100 ?error. 13'!,?
5' Suponga 7ue la "e%pera"ura del labora"orio au%en"a en +;(' E)pli7ue el e&ec"o de es"e ca%bio sobre el valor de la velocidad del sonido 7ue us"ed %ediría si repi"iera el e)peri%en"o con es"a nueva "e%pera"ura' 9eniendo en cuen"a la ecuación:
@ode%os observar 7ue e)is"e una relación de proporcionalidad en"re la "e%pera"ura del %edio $ la velocidad del sonido' A una "e%pera"ura de 24'4 ;( %edida en el labora"orio/ la velocidad calculada &ue de 346'!, B%sC si au%en"a%os la "e%pera"ura +;( es decir# 2,'4;( 302'++= la velocidad del sonido sería:
5. 20'0+1*'3,3. 34!'*+ o 7ue signi&ica un au%en"o de 1'00!? en relación a la velocidad del sonido ob"enida con los da"os e)peri%en"ales'
6. Discu"a la dis"ribución de nodos $ an"inodos $ su relación con las &recuencias resonan"es en el caso en 7ue varía la longi"ud del "ubo'
as &recuencias resonan"es se presen"an en los pun"os en 7ue la longi"ud del "ubo per%i"e 7ue la onda sonora re&leada re&uerce "o"al%en"e al inciden"e# así# la a%pli"ud au%en"a $ percibi%os un au%en"o en la in"ensidad del sonido' Es en es"e pun"o cuando se &or%an nodos $ an"inodos bien de&inidos' De acuerdo al análisis de los da"os e)peri%en"ales observa%os 7ue al au%en"ar la &recuencia resonan"e dis%inuía la longi"ud de onda por lo 7ue se presen"aba un au%en"o en el n%ero de Gusos en el "ubo# es decir# un au%en"o en el n%ero de an"inodos $ nodos en es"e'
CONCLUSIONES •
a longi"ud de onda $ la &recuencia guardan una relación de proporcionalidad inversa# es decir# para valores de &recuencia %ás al"os la longi"ud de onda dis%inu$e ver "abla del pun"o 4/' Ade%ás# es"o es congruen"e con el supues"o "eórico de 7ue
sabiendo 7ue para de"er%inado %edio en es"e caso# el aire/ la velocidad del sonido es una cons"an"e 7ue va ligada a sus propiedades &ísicas'
•
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a velocidad de propagación del sonido es independien"e de &ac"ores co%o la longi"ud de onda $ la &recuencia# $ es"á de"er%inada nica%en"e por las propiedades del %edio en 7ue se propaga (onclui%os 7ue un incre%en"o o un decre%en"o en la "e%pera"ura ca%bia el valor de la velocidad de propagación del sonido# au%en"ándolo o dis%inu$ndolo# respec"iva%en"e'
