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  • Publicado : 1 de noviembre de 2011
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En esta página, se describe un experimento de medida de la velocidad del sonido mediante un resonador de Helmholtz. Su frecuencia de resonancia depende de las dimensiones de la cavidad y de lavelocidad de propagación del sonido.
 
Fundamentos físicos
| Un resonador ideal consiste en una cavidad de volumen V con un cuello de área S y de longitud L. Si la longitud de onda  es mucho másgrande que sus dimensiones L, S1/2 yV1/3, el aire del cuello se mueve como un bloque de masa m. |
| El aire contenido en el gran volumen V0 actúa como un muelle de constante elástica k que está unido aun bloque de masa m que es el aire del cuello de la botella. |
La deducción de la frecuencia de oscilación es similar a la empleada para calcular la frecuencia de las oscilaciones de una esfera en elexperimento de la medida del índice adiabático de un gas ideal.
 
Transformación adiabática
Si suponemos que la oscilación transcurre muy rápidamente, los cambios de presión y de volumen del gasdel recipiente, se describen mediante un proceso adiabático. La relación entre la presión y el volumen del gas para dicho proceso viene dada por la ecuación.

donde V es el volumen del gas, p lapresión y  el índice adiabático del gas.
Cuando la porción de aire en el cuello de la botella, se ha desplazado x de la posición de equilibrio, el volumen se ha reducido en V0-Sx y la presión a cambiadoa p de modo que

Despejando p

Dado que S·x<< V0. El desarrollo del binomio de Newton (a+b)n hasta el primer término, nos da la presión aproximada p.

| La fuerza neta que actúa sobredicha porción de aire de masa m será |
La fuerza F es proporcional al desplazamiento x  y de sentido contrario a éste, un claro signo de que la porción de aire describe un M.A.S.
Cuando la masa m deaire (en color azul) se desplaza hacia la derecha, la presión aumenta, la fuerza sobre la partícula está dirigida hacia la izquierda. Cuando la masa m se desplaza hacia la izquierda la presión...
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