OBJETIVO:
Determinar la velocidad del sonido en el aire en CU a la temperatura ambiente, utilizando utilizando el fenómeno de resonancia de las ondas sonoras en un tubo cerrado. INTRODUCCIÓN
El sonido es cualquier fenómeno que involucre la propagación de ondas mecánicas generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) sólido, líquido o gaseoso. Entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras y ondas acústicas que se producen cuando las oscilaciones de la presión del aire, son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por el cerebro. La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343,2 m/s (a 20 °C de temperatura, con 50 % de humedad y a nivel del mar ). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. La velocidad, v, de una onda está relacionada con su longitud de onda λ y con su frecuencia f , por la ecuación: v= v= λ·f . . En esta práctica se determina la velocidad del sonido, utilizando esta ecuación, a partir de la medida de la longitud de onda de las ondas sonoras estacionarias que producimos en un tubo, con una frecuencia que viene fijada por la fuente sonora que utilizaremos: un altavoz conectado a un generador de ondas senoidales. El extremo del tubo opuesto al extremo donde se ha colocado el altavoz está cerrado. ONDAS ESTACIONARIAS EN TUBO CERRADO.
El sonido producido por el altavoz, de una determinada frecuencia, entra en el tubo por el extremo abierto. Este tren de ondas se refleja en extremo cerrado del tubo (con un cambio de fase de 180º). Resulta así, en el interior del tubo, una combinación de ondas incidentes y reflejadas que, para determinadas longitudes del tubo, producen ondas estacionarias, con un nodo en el extremo cerrado y un antinodo, o amplitud máxima, cerca del extremo abierto del tubo. El tubo entra entonces en resonancia y se produce una intensificación considerable del sonido emitido.
La posición del primer antinodo no coincide exactamente con el extremo abierto del tubo de resonancia, sino que está por fuera de él. La longitud de onda se puede determinar la posición de dos resonancias consecutivas Ln y Ln+1, y su diferencia, corresponde a media longitud de onda, y es independiente de la posición del antinodo en la boca del tubo, por lo tanto:
=
4
(2 − 1)
= 2( + − ) NOTA: NOTA: En acústica, la resonancia es el reforzamiento de ciertas
amplitudes
sonoras
como
resultado
de
la
coincidencia de ondas similares en frecuencias, es un caso particular de resonancia mecánica.
