ONDAS Angélica María María Blanco Blanco Silva – Silva – 537578, 537578, Camilo Andrés Yate Ramos – 537592 – 537592 UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA
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RESUMEN:
Durante
este
laboratorio
observamos la excitación de ondas circulares y rectilíneas
en
el
agua
y
II.
MARCO TEORICO
observamos
semejanzas y diferencias entre las mismas, ONDAS MECANICAS
dentro de una cubeta donde se propagaban las ondas.
Se llama onda mecánica a la que se propaga en I.
medios materiales. Un ejemplo arquetípico de
INTRODUCCION
onda mecánica es el sonido, que no se transmite Durante este proceso de Optica y ondas, hemos observado de que forma se comportan diferentes ipos de ondas en diferentes medios, en esta oportunidad
pudimos
comportamiento
de
ver
las
como
ondas
es
circulares
el
en el vacío. Esta cualidad es importante si se compara con las ondas electromagnéticas (como la luz), que se propagan tanto en medios materiales como en el vacío.
y
rectilíneas dentro de una cubeta de ondas, con la ayuda de un Estroboscopio y un generador de señales, adicionalmente ontamos con el elemento natural, el agua, que era el medio por el que se propagaban
las
ondas,
pudimos
observar
semejanzas y diferencias al hallar su longitud de onda teniendo en cuenta diferentes medidas de
Movimiento Ondulatorio
Frecuencia. Finalmente con estos datos obtenidos lográbamos determinar la velocidad de onda para
Los movimientos oscilatorios que se desplazan en
cada frecuencia dependiendo de la longitud de
un
onda hallada.
movimientos ondulatorios. Estos fenómenos, muy
medio
reciben
el
nombre
de
ondas
o
comunes en la naturaleza, se presentan en dos formas principales: * Las ondas mecánicas, que necesitan un medio material sobre el que propagarse (como el sonido o la transmisión de una onda sobre la superficie de
un
estanque).
* Las ondas electromagnéticas, que, como la luz,
Ondas circulares o esféricas.
se transmiten en el vacío. Se llama onda esférica porque sus frentes de En el estudio clásico de las ondas se aplican varios principios de simplificación:
ondas son esferas concéntricas, coinciden
* Se supone que el medio de propagación es homogéneo, es decir, que todas las partículas oscilan de forma similar bajo la acción de fuerzas internas.
partículas del medio sometidas a la oscilación es la
la
posición
de
la
centros
fuente
de
perturbación. Las ondas sonoras son ondas esféricas cuando se propagan a través de un medio homogéneo e isótropo,
* Se considera que la frecuencia de todas las
con
cuyos
como
el aireo
el agua en
reposo.
También la luz se propaga en forma de ondas esféricas en el aire, el agua, o a través del vacío.
misma. *
La
velocidad
de
propagación
se
supone
constante, no dependiente de la frecuencia y tampoco de la dirección de propagación.
CONCEPTOS UTILIZADOS
Ondas longitudinales La formula que usaremos durante este laboratrio Un movimiento ondulatorio se denomina onda longitudinal
cuando
las
partículas
del
será la siguiente:
medio
v= f
sometidas a la oscilación vibran en la misma dirección
en
la
que
se
propaga
la
onda. Velocidad de onda
Esta
forma
de
movimiento
ondulatorio
es
Todas
las
ondas
tienen
una
velocidad
de
característica de la propagación de las ondas de
propagación finita., en cuyo valor influyen las
sonido en el aire, en los líquidos no viscosos y en
fuerzas recuperadoras elásticas del medio y
los gases en general, por lo que también reciben el
determinados factores de la masa del medio: la
nombre de ondas sonoras.
densidad lineal en las cuerdas; la profundidad del agua bajo la superficie, o el coeficiente adiabático,
la masa molecular y la temperatura en el caso de
«pulsos por minuto» (bpm, del inglés beats per
la propagación del sonido en un gas. En todos los
minute).
casos la velocidad es constante. III. Longitud de onda
MONTAJE EXPERIMENTAL
Dentro de una cubeta de ondas se generaran dos
La distancia existente
entre
o valles consecutivos
es
dos
crestas
lo
que
llamamos longitud de onda. La longitud de onda de
tipos de ondas Circulares y Rectilineas con la ayuda
de
un
generador
de
ondas
y
un
Estroboscopio.
una onda describe cuán larga es la onda. Las ondas de agua en el océano, las ondas de aire, y las ondas de radiación electromagnética tienen longitudes
de
ondas.
La
longitud
de
onda
representa la distancia real recorrida por una onda que no siempre coincide con la distancia del medio o de las partículas en que se propaga la onda. Frecuencia Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. Para calcular la frecuencia de un suceso, se contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo temporal, luego estas repeticiones se dividen
por
el
tiempo
transcurrido.
Según
Inicialmente iniciamos con las ondas circulares y
el Sistema Internacional (SI), la frecuencia se mide
observamos como era el comportamiento de la
en hercios (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz. Un hercio es la frecuencia de un suceso o fenómeno repetido una vez por segundo. Así, un fenómeno con una frecuencia de dos hercios se
onda asi comotambien hallamos la longitud de onda,
cambiando
entre
una
frecuencia
de
excitación de 10 Hz y 70 Hz, teniendo en cuenta la
repite dos veces por segundo. Esta unidad se
sincronización y la amplitud del mismo. Despues
llamó originariamente «ciclo por segundo» (cps).
procedimos a hallar la velocidad de onda con estos
Otras unidades para indicar la frecuencia son
dos datos obtenidos (Frecuencia y Longitud de
revoluciones por minuto (rpm). Las pulsaciones
Onda).
del corazón y
el tempo musical se
miden
en
Despues de haber obtenido todos los datos con las
ONDAS CIRCULARES
ondas circulares, pasamos a hacer el mismo procedimiento con las ondas rectilíneas. 0.030 0.020
IV.
RESULTADOS
0.010
En la tabla N°1 y N°3 observaremos el dato obtenido de la longitud de onda dependiendo de la
0.000 0
20
40
60
80
Grafica N°1. Longitud de onda VS Frecuencia
frecuencia y en la tercera columna el resultado de la Velocidad hallado con estos datos, de onda, hallado con estos datos, cada dato tiene su
VALOR EXPERIMENTAL
VALOR EXPERIMENTAL
CALCULADO
GRAFICO
(0.436 ± 0.094) m/s
(0.000310 ± 0.000287) m/s
respectiva incertidumbre.
Tabla N°2. Datos Experimentales
La grafica N°1 y N°2 nos muestra “La grafica de
ONDAS RECTILINEAS
Longitud de onda VS Frecuencia”. En la Tabla N°2 y N°4 veremos los resultados obtenidos de la velocidad
de
onda,
mediante
el
método
experimental y el método grafico. ONDAS CIRCULARES
f (Hz)
(m)
V (m/s)
10
0.0300 ± 0.0001
0.300 ± 0.001
20
0.0220 ± 0.0001
0.440 ± 0.002
30
0.0130 ± 0.0001
0.390 ± 0.003
40
0.0110 ± 0.0001
0.440 ± 0.004
f (Hz)
(m)
V (m/s)
50
0.0090 ± 0.0001
0.450 ± 0.005
10
0.0283 ± 0.0001
0.283 ± 0.001
60
0.0080 ± 0.0001
0.480 ± 0.006
20
0.0200 ± 0.0001
0.400 ± 0.002
70
0.0070 ± 0.0001
0.490 ± 0.007
30
0.0140 ± 0.0001
0.420 ± 0.003
40
0.0100 ± 0.0001
0.400 ± 0.004
50
0.0090 ± 0.0001
0.450 ± 0.005
60
0.0090 ± 0.0001
0.540 ± 0.006
70
0.0080 ± 0.0001
0.560 ± 0.007
Vpromedio (m/s)
0.436 ± 0.094
Tabl a N° 1. Dato s Exp erim ent ales
Vpromedio (m/s)
0.427 ± 0.204
Tabl a N° 3. Dato s Exp erim ent ales
ONDAS RECTILINEAS 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 0
20
40
60
80
Grafica N°2. Longitud de onda VS Frecuencia
VALOR EXPERIMENTAL
VALOR EXPERIMENTAL
CALCULADO
GRAFICO
(0.427 ± 0.204) m/s
(0.7456 ± 0.0742) m/s
V.
Pudimos
CONCLUSIONES observar
que
en las
ondas
rectilíneas es mucho mas similar el valor experimental al grafico que el circular.
El
valor
grafico
tiene
gran
diferencia
comparado con el valor experimental, a pesar que en las ondas rectilíneas se asemejan mas, de todas formas sigue habiendo
diferencia
entre
el
valor
experimental y el grafico.
Observamos la excitación de las ondas, tanto las circulares como las rectilíneas.
Aprendimos a determinar la velocidad de onda a partir de la longitu de onda y diferentes frecuencias de excitación.
VI.
BIBLIOGRAFIA
Sears F. W., Zemansky M. W., Young H. D., Freddman R. A., Física Universitaria, Vol. I y II, Pearson Addison Wesley, México, 2005. 11ª. Edición TEXTO GUIA
SERWAY, Raymond A. y JEWETT, Jhon W. (2005) Física I y II Texto basado en cálculo, 6a Ed. Editorial Thomson.
