Fisica Calor Ondas

Escuela Normal Superior ‘’La Hacienda’’

Tubo de Rubens
Proyecto de Física

Mario Agudelo
Laura Iglesias

Prof. Matías Puello
Física

2012
 

Introducción
El sonido cuando viaja a través del aire genera diferencias depresión, produciendo un movimiento ondulatorio. Por esta razón, en este informe se plantea cómo el tubo de Rubens, hace ver dichos movimientos del sonido. El tubode Rubens es un experimento que nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través del gas propano. El gas tiene zonas en que la onda es más larga ya que recibe presión de la onda y otras, zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama. Estas llamas nos dibujan la longitud y la frecuencia de la onda.

Justificación
Una onda mecánica es unaperturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propagan en el medio.
Todas las ondas mecánicas requieren:
* Una fuente que cree la perturbación
* Un medio en el que se propague la perturbación.
* Medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro.

El sonido es el ejemplo másconocido de una onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión. Por otra parte, las ondas electromagnéticas no son ondas mecánicas, pues no requieren un material para propagarse, ya que no consisten en la alteración de las propiedades mecánicas de la materia y pueden propagarse por el espacio libre.

Marco teórico
El tubo de Rubens, también conocido como el tubode ondas de llama, o simplemente tubo de llama, es un experimento de física que demuestra una onda estacionaria. Se muestra la relación entre las ondas de sonido y la presión del aire. La longitud de la tubería esta perforada en la parte superior y se sella en ambos extremos, un sello de adjunta a un pequeño altavoz o al generador de frecuencia y el otro a un suministro de gas inflamable. El tubose llena con el gas y este se escapa de las perforaciones y se enciende. Si se utiliza una frecuencia constante adecuada, una onda estacionaria se puede formar dentro del tubo; cuando el altavoz está activado, la onda estacionaria creará puntos oscilantes (superior e inferior) y los puntos de presión con la presión constante (nodos de presión) a lo largo del tubo. Cuando hay presión oscilantedebido a las ondas de sonido, menos gas se escapa de las perforaciones en el tubo y las llamas serán menores en esos puntos. En los nudos de presión, las llamas son más altas. En el extremo del tubo, la velocidad de molécula del gas es cero y la presión oscilante es máxima, por lo que bajo las llamas se observa.

Funcionamiento
Cuando comienza a salir sonido por el parlante, lo que está ocurriendoes que es el parlante mismo el que está vibrando, transmitiendo así esa perturbación a través del aire, hasta que ésta llega a la membrana de látex que se encuentra en uno de los extremos del tubo. Así la oscilación del parlante que es transmitida al aire y luego a la membrana de látex, siendo esta última, a raíz de su vibración, la que transmite la oscilación al gas del tubo, dicha perturbacióngenera diferencias de presión al interior del tubo. En efecto, habrá zonas donde haya mayor concentración de partículas de gas, lo que se traduce en mayor presión del gas en ese sector; asimismo habrá zonas con menor concentración de partículas de gas haciendo que en esos lugares la presión del gas sea menor. El que haya diferencias de presión al interior del tubo genera que el gas saldrá conmayor densidad por aquellos orificios en donde la presión sea alta, y al contrario en sectores donde la presión sea baja. De este modo, las llamas de fuego son más grandes en los sectores del tubo donde hay mayor presión de gas. El experimento entonces consiste en enviar una onda sonora sinusoidal con una frecuencia constante, es decir, un tono dado. Una vez la onda perturba la membrana, esta a su...