Laboratorio de ondas y calor
Práctica de Laboratorio Nº 06 “VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE”
INFORME Integrantes:
Minaya Ortega, Hernan Nicolas
Grupo: C111-B
Profesor:
Fecha de realización: 21 de Octubre Fecha de entrega: 28 de Octubre
2014 - II
INTRODUCCIÓN:
La velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas sonoras. Por ende, esta depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera. Su propagación en un medio de transmisión, además cabe resaltar que la velocidad del sonido varía también ante los cambios de temperatura del medio, esto se debe a que un aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia con que se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y este aumento de actividad hace aumentar la velocidad. Por lo tanto, en el presente trabajo se estudiara la velocidad del sonido en el aire a temperatura ambiente, luego mediremos las longitudes de onda de un tubo en condiciones de cerrado y abierto respectivamente y por último, mencionaremos nuestros resultados obtenidos, observaciones y conclusiones analizadas en el laboratorio.
OBJETIVOS:
1) Medir experimentalmente la longitud de onda en una columna cerrada y abierta de resonancia de aire. 2) Determinar la velocidad del sonido en el aire.
Materiales:
Tubo de resonancia Tubo de kundt. Generador de funciones Un parlante open speacker. Cables.
FUNDAMENTO TEORICO:
Ondas en el tubo: Las ondas colocadas en aire son llamadas ondas estacionarias, el tubo cerrado más corto (cercano a un extremo) que dará resonancia es un ¼ de una longitud de onda (1/4 ƛ), pero si el tubo se hace más largo la resonancia se dará en cuartos más largos, es decir ¾ ƛ, 5/4 ƛ y así sucesivamente. Si f es la frecuencia de la fuente y ƛ la longitud de la onda estacionaria, entonces la velocidad del sonido está dada por:
Una tubería cerrada tiene un nodo N y un antinodo A Extremo abierto. La distancia sobre el extremo del tubo es llamado el extremo de corrección y es aproximadamente 0.6 veces el radio dela tubería. Si el tubo de resonancia está abierto en ambos extremos debe ser observado que los antinodos aparecerán en ambos extremos. La longitud del tubo en este caso es una longitud de onda, y el tubo más corto que resonaría seria en de 1/2 ƛ, un nodo en el centro y un nodo en cada extremo.
En el caso que tengamos el tubo abierto, este cumple que las resonancias se comportan como una onda vibrante, con la única diferencia que los patrones de oscilación son los que muestra la figura.
Puede ser demostrado que la velocidad del aire es:
= 1,4 ƿ0 .
Donde:
P es la presión del aire, ƿ es la densidad del aire en este experimento, 1.40 es la razón del calor específico del aire a presión y volumen constante. La velocidad del sonido es independiente delos cambios de presión del aire. Sin embargo la densidad del aire es inversamente proporcional a su temperatura absoluta. De este modo la velocidad del sonido en el aire es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura.
12 = 12
Donde:
V1 y V2 son velocidades del sonido a las temperaturas absolutas correspondientes del aire T1 y T2. Si una de estas temperaturas es cero, se desarrolla por series de Taylor y el resultado aproximado por:
= +,6 .
Donde:
Vo es la velocidad del sonido en el aire expresado en m/s a 0°C y V la velocidad del sonido en el aire a una temperatura de (T) grados centígrados.
OBSERVACIONES:
En este presente laboratorio se tuvo un mayor grado de dificultad debido a que en el momento de realizar los experimentos no se podía escuchar bien los sonido ya que había una congregación de muchos de ellos lo que resulto un poco dificultoso. Y No se logró terminar el experimento del diapasón debido a que los sonidos eran muy agudos. Y Se debe tener mucha cautela a la hora de experimentar con el tubo ya que se puede dañar, por eso es necesario realizarlo con un punto de apoyo. Y El laboratorio se realizó con una menos eficiencia y eficacia debido a que los instrumentos utilizados eran nuevos para nosotros y también debido a que los parámetros eran muy difícil de obtener
CONCLUSIONES:
i.
Se logró determinar que la velocidad del sonido a una temperatura ambiente es 343,4 m/s.
ii.
Se concluye a partir de este laboratorio que el sonido necesita de un medio para propagarse.
iii.
Se llegó a la conclusión a través del experimento que la posición de la resonancia es inversamente proporcional a la longitud de la onda
BIBLIOGRAFIA:
www.fisicarecreativa.com/guias/capitulo3.pdf
es.wikipedia.org/wiki/Movimiento Armónico
www.proyectosalonhogar.com/Enciclopedia_Ilustrada/Ciencias/Ley_de_ Hooke.htm
Compendio académico de física editorial lumbreras.
Enciclopedia autodidactica océano volumen 4/Bogotá-Colombia
