Cuerdas vibrantes

EXPERIMENTO FII-05 ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA
1. OBJETIVO:
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Estudiar las principales características físicas de las ondas formadas en una cuerda vibrante como son: longitud, frecuencia y velocidad de propagación. Equipo necesario Membrana vibrante Cuerda de 1.5m de longitud Regla graduada de 1m Polea Balde pequeño Pesa de 50g Pesas de 10g Cantidad 1 1 1 1 1 1 4

2. FUNDAMENTO TEÓRICOLa velocidad v de propagación de onda en una cuerda con densidad lineal de masa µ sujeta a una tensión T está dada por la siguiente expresión: T v= (1) µ Tenemos en cuenta la disposición mostrada en la Fig. 2. En este caso la tensión aplicada a lo largo de la cuerda es igual al peso W de la masa m sujetada en uno de los extremos. Una condición necesaria para la formación de ondas estacionariases que la longitud de la cuerda debe ser un número entero n de veces la medida de una semilongitud de onda, esto es: nλ L= (2) 2 La velocidad de propagación de la onda esta relacionada con su frecuencia por la siguiente relación: v = λf (3) De (1),(2) y (3), se obtiene: n W f = (4) 2L µ Observando la relación (4) notamos que una cuerda en la cual se producen ondas estacionarias, puede vibrar concualquiera de sus n frecuencias naturales de vibración( n frecuencias de resonancia).

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4.0 BIBLIOGRAFIA
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Física, Serway, Raymond A, edit. Interamericana, México (1985). Física, Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Kenneth S, edit. CECSA (1993) Física, Tipler, Paul A., edit. Reverté, Barcelona (1978). Physics, McCliment, Edward R., edit: Harcourt Brace Jovanovich,Publishers, San Diego (1984) Physics, Wolfson, Richard; Pasachoff, Jay M. . edit: Little, Brown and Company, Boston (1987). Física I, Mecánica, Alonso, M y Finn E. J., Edit. Fondo Educativo Interamericano, Bogotá (1976).

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1. Conecte la interfase ScienceWorkshop a la computadora. Seguidamente, encienda la interfase y luego la computadora. 2. Conecte el amplificador depotencia y establezca el siguiente esquema:

Amplificador de potencia

+

Figura 1 3. Medir la longitud total de la cuerda (tener en cuenta la incertidumbre). 4. Con ayuda de una balanza obtener los valores de masa de la cuerda, el balde pequeño y cada una de las pesas con su respectiva incertidumbre. 5. Montar el equipo según lo mostrado en la Fig. 2, inicialmente colocamos en el baldepequeño la pesa de 50g( m pesas ).

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Figura 2 6. En la PC abrir el archivo FII-05. Verificar que se encuentre realizada la conexión del amplificador de potencia en uno de los canales analógicos (A, B ó C) según corresponda a la conexión física. Después verificar el funcionamiento de la membrana vibrante generando las diferentes señales que se encuentren en la ventana correspondiente algenerador de señal .

Figura 3 7. Una vez revisadas las conexiones y el programa, fijar la señal del generador a una del tipo senoidal con una frecuencia de 20Hz y una amplitud a la cual pueda ser apreciada la vibración de la cuerda (la amplitud de la señal de salida no debe ser muy alta pues el equipo se sobrecargará; por ello, se debe tener cuidado fijándose que no se encienda la luz roja en elrecuadro de “CAUTION!” del amplificador). 8. Ahora, desplazando la membrana vibrante hacia la polea o alejándola de ella variar la longitud L de la cuerda mostrada en la Fig. 2 de tal manera que se observe la formación de un número entero n de semilongitudes de onda, anotar dichos datos(repetir este paso de tal forma que se obtenga otro valor de n ). Es necesario recordar que:

µ=

mcuerda l cuerda(5)

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REPORTE DE LABORATORIO ACTIVIDAD FII-05-ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA
Nombre: ...................................................................................................................................... Código: ..................................... Fecha: .......................................................

Después de realizar el procedimiento experimental...