República bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Defensa Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Asignatura: Lab de Física III Prof. Branderson Arcia
Ondas estacionarias en una cuerda Objetivo de la práctica.
Determinar la velocidad de propagación de una onda en una cuerda tensa. Analizar la onda estacionaria generada en una cuerda sujeta por ambos extremos.
Prelaboratorio: Investigar los siguientes conceptos: ¿Qué es una onda estacionaria? ¿Qué es un cronovibrador? ¿Qué es la longitud de onda? ¿Qué es la propagación de onda?
Laboratorio: Descripción: En una cuerda, sujeta por sus dos extremos y un extremo unido a un cronovibrador y el otro a unas pesas, se producen ondas estacionarias, como consecuencia de la interferencia entre las ondas que van en un sentido y las que regresan en sentido s entido contrario. Se observa claramente la posición de los puntos donde se anulan las ondas esto se conocen como nodos y donde se observa las ondas (amplitud doble: vientres). Se puede comprobar que la tensión de la cuerda cu erda altera las posiciones de los nodos y los vientres.
Materiales: Cronovibrador, fuente de alimentación, cuerda, polea, pinza de sujeción de la polea. Portapesas, pesas, cinta métrica.
Procedimiento: 1. Medir un metro de cuerda y pesarla. 2. Obtener 30 gramos en pesas. 3. Juntar la cuerda con el cronovibrador y el portapesa. 4. Poner en marcha el cronovibrador y acercarlo hacia la polea hasta que se observe que la cuerda vibra en el primer armónico o armónico fundamental y medir la longitud de la cuerda. 5. Alejar el cronovibrador de la polea, respecto de la posición anterior, hasta que se observe el segundo armónico y medir la longitud de la cuerda. 6. Repetir el punto 3 para obtener el tercer armónico.
Marco teórico:
Para una cuerda sujeta por ambos extremos, la relación entre la longitud de la cuerda (L) y la longitud de onda (λ ) viene dada por: Con n = 1, 2,3,... Cada valor de n nos dará un modo de vibración.
Despejando la longitud de onda, obtenemos:
Donde
La frecuencia de la onda es , donde v es la velocidad de propagación de la onda en la cuerda, que viene dada por la siguiente expresión:
es la densidad lineal de masa y T la tensión de la cuerda.
Así la frecuencia de la onda será:
En nuestra experiencia se mantiene constante la frecuencia, y la velocidad de propagación de la onda, v, que la hemos fijado al poner las pesas en el portapesas, ya que con ello hemos fijado la tensión, T. De esta manera:
¡Qué sucede con L respecto a n?
Valores medidos de L: L (n=1): ______________ m L (n=2): ______________ m L (n=3): ______________ m
Post laboratorio: Valores Teóricos:
(kg)
:
µ(Kg/m)
(Kg)
T(N)
V(m/s) v/2f
L(n=1) (m)
L(n=2) (m)
L(n=3) (m)
En el post laboratorio se debe entregar un informe con el siguiente contenido:
Portada Índice Introducción Desarrollo Conclusión Anexos
Nota: para la clase siguiente del laboratorio se debe traer el prelaboratorio, lo desarrollado durante el laboratorio y el postlaboratorio los cálculos se realizaran la siguiente clase después del laboratorio, en el informe deben de dejar par de hojas en blanco para los cálculos a realizarse en clases de igual forma para la conclusión.
