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Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701
Oscilaciones de una cuerda tensa Laboratorio sobre las oscilaciones en una cuerda tensa Autor 1: Alexander Alexander Valencia - Autor 2: Xiomara Xiomara Alzate Departamento Departamento de Física, Universidad Universidad Tecnológica Tecnológica de Pereira, Pereira, Pereira, Colombia Colombia Correo-e:
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Resumen —
Se obtuvieron datos mediante la realización de pruebas en el laboratorio para observar el comportamiento de una cuerda tensa so metida a diferentes tipos de frecuencias.
Palabras clave — Cuerda, Oscilación, Vibración, Frecuencia.
I.
INTRODUCCIÓN
potencia, el otro extremo de la cuerda se pasa a través del vibrador mecánico hasta las respectivas pesas. Se enciende el vibrador e iniciamos la obtención de datos por medio del Xplorer. La tensión obtenida es de -1,86N con una longitud de cuerda de 1,80m y la frecuencia en función de los armónicos fue:
Este documento es una breve guía de laboratorio cuyo objetivo principal es obtener datos usando instrumentos específicos que posteriormente nos ayudará a realizar los cálculos respectivos acerca del comportamiento de una cuerda tensa tensa a la cual se le somete diferentes diferentes frecuencias oscilatorias, de esta forma se comparan las hipótesis teóricas contra los datos obtenidos en la realidad. II.
CONTENIDO
Figura 2. Tendencia de frecuencia vs. n armónicos.
Se puede apreciar que la tendencia es una línea recta con pendiente positiva, entre mayor sea la frecuencia, mayor será el número de armónicos que aparecen en la cuerda. Se procede a despejar µ de la siguiente función:
Figura 1. Materiales usados en la práctica
Al momento de iniciar el laboratorio se tuvieron en cuenta los siguientes elementos: • Sensor de fuerza con su cable . • X plorer GLX • Amplificador de potencia • Vibrador mec ánico
A continuación se procede a ajustar la cuerda en el sensor de fuerza y este a su vez se conecta al amplificador de Fecha de Recepción: May – 05 - 2012 Fecha de Aceptación:
√ √ ( ) () Se trabaja con los siguientes datos con ayuda de la gráfica: T = 1,86 N
L = 1,80 m
n=3
Fn = 17,1
()
Scientia et Technica Año XVI, N o 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.
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A continuación se procede a calcular el valor de µ mediante la siguiente ecuación:
Se compara los resultados para obtener su diferencia porcentual:
T = 1,14 N
L = 1,80 m
n=2
()
Fn = 11,1
Se compara los resultados para obtener su diferencia porcentual:
Finalmente se usan los datos de la frecuencia en función de 1/L, de esta forma se obtiene la siguiente gráfica:
Nuevamente se toman datos modificando la tensión pero con el mismo armónico en todos los casos, el resultado es el siguiente:
Figura 5. Frecuencia vs. 1/L.
Se puede apreciar en la gráfica que se obtiene una recta con pendiente positiva. Ahora se procede a realizar los respectivos cálculos: T = 1,92 N Figura 4. Tendencia de frecuencia vs. Tensión.
Igual que en la anterior, obtuvimos la gráfica como una línea recta con pendiente positiva. Se procede a obtener la ecuación donde se relaciona la frecuencia con la tensión, para ello es necesario los valores de dos parejas ordenadas:
L=1m
n=2
) (
Fn = 31,1
Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.
Se compara los resultados para obtener su diferencia porcentual:
III.
CONCLUSIONES
En esta práctica se determinaron los modos normales de vibración de una cuerda fija en sus dos extremos, también se midieron las frecuencias en que entra en resonancia una cuerda tensa la cual consideramos: de densidad lineal constante, uniforme e inextensible, además consideramos que la interacción de la cuerda con la polea es ideal donde no existe rozamiento, a lo largo de la práctica variamos 3 parámetros, la tensión de la cuerda, los vientres observados que son iguales a el número del armónico al que vibra la cuerda y la longitud de esta. REFERENCIAS [1] Arcos Velasco Héctor Iván, Cruz Muñoz Beatriz, Holguín Tabares Carlos Arturo,Marín Ramírez William, Medina Milton Humberto Quiroga Hurtado John, Ramírez Ramírez Ramiro, Riascos Landazury Henry, Zuluaga Hernández Raúl Antonio , “Guía de laboratorio de Fisica III 4º Edicion, Agosto 2011. [2] Facultad de Ingeniería Electrónica Universidad Santo Tomás de Aquino. Santafé de Bogotá D.C. Octubre 21 de 1999. http://usuarios.multimania.es/Marciano2000/Analisis.pdf [3] “Oscilaciones de una cuerda tensa, Valencia Gutiérrez Elkin Darío, 02 de septiembre de 2011 ”, http://clubensayos.com/Ciencia/Oscilaciones-En-UnaCuerda-Tensa/62050.html [4]
“Análisis
de
los
errores
en
las
mediciones”,
http://html.rincondelvago.com/analisis-de-los-errores-enlas-mediciones.html [5] Ing. Marcos Felici, Ing. Germán Zamanillo , “Calculo de
la
incertidumbre”,
http://www.ing.unrc.edu.ar/materias/mediciones/archivos/t eoricos/calculo_de_incertidumbre-2007.pdf
____________________________ 1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos
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