Lab 5 ondas sonoras

ONDAS SONORAS – RESONANCIA EN UNA COLUMNA DE AIRE


J. Liscano1, S. Ruiz2

1Ingenieria Eléctrica, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Occidente, Cali Colombia
2Ingenieria Multimedia, Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Occidente, Cali Colombia

Recibido: 25-10-2012

Resumen
A continuación encontraras la explicación practica de la relación que existe entre lafrecuencia que hay en una fuente de sonido y la longitud de onda producida por el sonido en un tubo de resonancia. Consistió básicamente en producir, a diferentes frecuencias, ondas sonoras. Sin embargo, para poder obtener altos sonidos, había que modificar las frecuencias desde el sensor de sonido y el amplificador de potencia hasta el tubo de resonancia, produciendo que con el embolo hacían separacionesde distancias importantes, para poder generar ondas sonoras de alto nivel

Palabras claves: Frecuencia de sonido, longitud de onda, velocidad de sonido, longitudes resonantes

Abstract

In the following lab study and analyze the sound waves produced in an air column. For this we made a montage that was to produce sound waves with a sound source (speaker) in a resonance tube. Varying the positionof the piston to hear the most intense sound and observing on the oscilloscope a maximum sound amplitude are the lengths of which we find resonant wavelengths. This process is repeated several times increasing the frequency of sound to reach 1000Hz. With this, we found an inverse relationship between the sound frequency and wavelength (the higher the frequency the smaller the wavelength).
Keywords:sound frequency, wavelength, speed of sound, resonant lengths


Introducción
Inicialmente las ondas sonaras se clasifican en ondas longitudinales. Viajar a través de cualquier medio o material con una rapidez que depende de las propiedades de este.
Igualmente conocemos que cuando las ondas sonaras viajan, las partículas en el medio vibran para producir cambios en la densidad y presión a lo largode la dirección del movimiento de la onda, originando con estos una serie de regiones de alta y baja presión así como cambios en la amplitud de la onda e intensidad del sonido.
Las ondas sonoras estacionarias las podemos demostrar mediante tubos de aire abiertos en ambos extremos y abiertos solo en un extremo, en las que por acción de un generador de sonido (fuente) con una frecuencia variable,cada partícula de aire se mueve con movimiento armónico simple, alrededor de su posición de equilibrio. La velocidad del movimiento de las partículas para este caso está dada por la formula
. Donde λ se define con formula

Siendo dos longitudes resonantes continúas y se toman impares debido a que trabajamos con un tubo abierto en un extremo. Realizando eldespeje o1btenemos que la velocidad será igual a:

.
Cuando tenemos los datos de longitud de onda, velocidad y temperatura podremos realizar el análisis de la relación entre la frecuencia de una fuente de sonido y longitud de onda, de igual manera hallar la velocidad del sonido en la temperatura ambiente. Planteando como una supuesta hipótesis que en un sistema de tubo de aire abierto en unextremo y a temperatura ambiente a mayor frecuencia del sonido la longitud de onda será menor.



Método Experimental
Para realizar el laboratorio primero conectamos la interfaz ScienceWorkshop 750 al computador y la iniciamos. Luego conectamos el amplificador de potencia, los sensores de sonido y temperatura en los canales analógicos de la interfaz. Conectamos la entrada del parlante del tubo deresonancia a la salida del amplificador de potencia. Fijamos el sensor de sonido al banco y graduamos la altura hasta que el sensor este al nivel de la abertura debajo del parlante como se ve en la figura 1.


Figura 1
Posteriormente ejecutamos el programa DataStudio y activamos la medida del Voltaje de Salida del generador de señal y el medidor de Temperatura (para medir la temperatura del aire en...