Investigar las ondas producidas en una cuerda vibrante
1vibrador eléctrico
1Soporte Universal y polea Juego de pesas y porta pesas 1 Cuerda delgada 1 regla de madera / metálica 1 balanza
FUNDAMENTO TEÓRICO
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Laboratorio N° 2. Movimiento Vibratorio
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PROCEDIMIENTO Montaje
Realizamos algunas mediciones previas: Masa de la cuerda: 0.15 g Longitud del cuerda: 1.5m Densidad lineal de la cuerda: M/L = (0.15x10-3 Kg) / (1.5 m) = 100 µ Kg/m 1. Coloque en el porta pesas pesas adecuadas buscando generar ondas estacionarias de 7 armónicas (T=mg). Mida la “media longitud de onda” λ /2 producidas (distancia entre nodo y nodo o cresta y cresta).
T(N) F(HZ)
0.49 14.2
0.98 20.2
1.47 23.5
1.715 25.5
1.862 28.0
Lcuerda =1.40cm Mcuerda=0.3g Entonces de la ecuación tenemos U=M/L=(0.3/1000)/1.4=2.14x10-4 U=densidad lineal de la cuerda
2. Adicione pesas a fin de obtener ondas estacionarias de 6 , 5, 4.y 3 antinodos. Mida la longitud de onda siguiendo el procedimiento anterior. Anote los valores correspondientes en la Tabla 1.
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N° de armónicos
T(N)
Λ (m)
Λ2 (m2)
8 7 6 5 4 3
0.686 0.833 1.177 1.962 3.727 4.169
0.22 0.23 0.27 0.34 0.48 0.53
0.0484 0.0529 0.0729 0.1156 0.2304 0.2809
Longitud (L): 585 mm Ancho (a): 25 mm Espesor (b): 0.33 mm
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CUESTIONARIO
1. ¿Qué es una onda estacionaria y cómo se produce? De algunos ejemplos Una onda estacionaria es aquella en la que unos puntos, llamados nodos, permanecen fijos. Se forma por interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Por ejemplo, una cuerda de guitarra sonando, una cuerda de violín siendo tocado, las cuerdas que poseen los pianos, etc. 2. Explique la diferencia entre una onda transversal y una longitudinal En las ondas transversales las partículas viajan de manera vertical y transversalmente al movimiento de la misma onda, en cambio en la longitudinal cada partícula de la cuerda se mueve horizontal y paralelamente al movimiento de la onda misma.
3. ¿Qué aplicaciones hay en la actualidad del experimento de Melde? Sonar El sonar es un sistema de localización parecido al radar pero que usa las ondas sonoras para determinar la posición de los objetos.
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Ecografía La ecografía es un procedimiento de radiología que emplea los ecos de una emisión de ultrasonidos dirigida sobre un cuerpo u objeto como fuente de datos para formar una imagen de los órganos o masas internas con fines de diagnóstico.
Telecomunicaciones Las radiofrecuencias de televisión, aparatos de fax, telefonía móvil y transmisiones satelitales generan este tipo de ondas.
Música Se utiliza este experimento para diseñar órganos y otros instrumentos de cuerda.
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4. ¿Qué es la levitación sonora? ¿De qué manera es utilizado el concepto de ondas estacionarias? Es un fenómeno físico relacionado con las ondas acústicas (ya sea sonido, infrasonido o ultrasonido) que consiste en que al incidir en un objeto y bajo determinadas circunstancias, las ondas acústicas logran mantener ese objeto suspendido en el aire sin necesidad de contacto alguno, de ahí el nombre de levitación.
5. Si hacemos el experimento de Melde de manera vertical, ¿variaría el resultado del experimento? Sí porque la gravedad altera el sistema de la cuerda.
ANEXOS
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GRAFICAS
Características de la gráfica: Como se puede observar en la grafica que se adjunta la pendiente se puede visualizar muy fácilmente ya que la función que se llega a formar es similar a una línea recta
¿Que ajuste tendría que hacer al número de armónicos (n) y l a tensión para determinar la frecuencia del generador de ondas? En el caso de que le pongamos más peso disminuirá el número de armónicas, haciendo que solo queden dos armónicas, y el periodo sería el tamaño de toda la cuerda, y si ya tenemos el periodo, podemos hallar su frecuencia.
CONCLUSIONES
Observamos como viaja la onda en una cuerda mediante el motor vibratorio
Podemos medir el periodo viendo las cretas en la cuerda
Determinamos la frecuencia mediante el ajuste que debería tener en número de armónicos y la tensión
.
RECOMENDACIONES
Al momento de montar el equipo y ponerlo en funcionamiento, mirar de todos los ángulos para ver cuál es el ángulo adecuado para poder ver las crestas bien marcadas. Podemos aumentar la amplitud ejerciendo fuerza en la misma dirección del peso de la pesa en la cuerda situada en la polea.
