Informe tubo de kunt

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA GENERAL

JAVIER J. OJEDA T.
CI: 17036616

MÉRIDA 04 DE OCTUBRE DE 2007
INTRODUCCIÓN


El Sonido es un fenómeno físico que estimula el sentido del oído. En los seres humanos, esto ocurre siempre que una vibración con frecuencia comprendida entre unos 15 y 20.000 hercios llega al oído interno.El hercio (Hz) es una unidad de frecuencia que corresponde a un ciclo por segundo. Estas vibraciones llegan al oído interno transmitidas a través del aire, y a veces se restringe el término “sonido” a la transmisión en este medio. Sin embargo, en la física moderna se suele extender el término a vibraciones similares en medios líquidos o sólidos. El sonido no puede propagarse en el vacío. En losgases y en los líquidos las ondas sonoras son longitudinales y causan movimientos oscilatorios en las moléculas, los cuales traducen variaciones periódicas de la presión del medio.
Para medir las ondas longitudinales que origina el sonido, se va a utilizar en el laboratorio un dispositivo llamado tubo de kundt, que consiste en una varilla metálica ajustada a un tubo de vidrio y colocada hasta lamitad de su tamaño para obtener la vibración fundamental la cual es dos veces la longitud de la varilla, y luego al frotar la varilla metálica se dispersaran las ondas a través del tubo de vidrio que antes se le ha dispersado polvo de corcho, el cual sirve para registrar los nodos producidos por el mismo.

Los objetivos principales que vamos a cumplir en esta experiencia son:

1. Estudiarlas ondas estacionarias longitudinales por el método del tubo de kundt.
2. Determinación de la velocidad del sonido en una varilla metálica.
3. Determinación del módulo de elasticidad (módulo de Young) de la varilla.

Los instrumentos que se utilizaron para realizar esta práctica son los siguientes:

* Tubo de Vidrio
* Varilla metálica
* Soporte
* Polvo seco de corcho* Cinta métrica
* Estopa
* Termómetro
* Balanza
* Alcohol
* Vernier

MARCO TEÓRICO

El estudio de la velocidad del sonido se fundamenta en el principio del estudio de sus ondas, de esta manera nos podemos referir al medio en donde se propagan, la velocidad de onda, etc. En nuestro experimento el medio emisor presente será una varilla metálica.
Las perturbaciones que seoriginan en la varilla son ondas longitudinales, cuya velocidad en ese medio viene dada por la siguiente relación:

fsu y su son respectivamente, la frecuencia y la longitud de onda de la perturbación y donde se supone que la propagación de la onda es rectilínea y uniforme.

Si la varilla se fija en su punto medio se obtiene la vibración fundamental, la cual posee un nodo en ese punto ypor lo tanto su longitud de onda será máxima y vendrá dada por:

SV = 2.LV

Donde Lv es la longitud de la varilla.

Las perturbaciones de la varilla viajaran a través del aire contenido en el tubo, y podemos decir que la velocidad del sonido en el aire Vs, también estará dada por:

VSA = fSA.SA

La velocidad de propagación del sonido depende de la temperatura y la presión del medio endonde se transporta. En este caso solo tomaremos en cuenta la dependencia de la temperatura y se puede utilizar la siguiente expresión:

para t en °C

Donde Vo = 33130cm/seg es la velocidad del sonido en el aire a la temperatura de 0°C.

Lv
λ
Tubo de Kundt

Si se cumple que, la vibración se propaga en el aire contenido en el tubo tiene una frecuencia igual a la frecuencia de laperturbación que se propaga en la varilla, se dice que la perturbación del aire esta en resonancia con la perturbación de la varilla, podemos decir que:

fSV = fSA

Entonces obtenemos lo siguiente:

También tenemos que considerar que la velocidad del sonido en un sólido la encontramos de:

Donde es la densidad absoluta del sólido, y Mv es el módulo de Young que se define como la presión...