Laboratorio de Fisica Velocidad de propagación de una onda. Cubeta de ondas

Ciencias Básicas – Laboratorio de Física

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Velocidad depropagación de una onda. Cubeta de
ondas

1. FUNDAMENTOS FÍSICOS
En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un
medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho
medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede
ser de naturaleza material o inmaterial.
La magnitudfísica cuya perturbación se propaga en el medio se expresa como una función tanto
de la posición como del tiempo
. Matemáticamente, se dice que dicha función es una onda
si verifica la ecuación de ondas:

donde es la velocidad de propagación de la onda. La velocidad de propagación de la onda está
relacionada con la longitud de onda a través de la frecuencia por la ecuación

Puede ocurrirque en ciertos medios la frecuencia y la longitud de onda sean inversamente
proporcionales, de manera que la velocidad es constante (independiente de frecuencia y de
longitud de onda). En este caso se dice que el medio no presenta dispersión. Por el contrario,
cuando la velocidad de propagación depende de la frecuencia decimos que el fenómeno de
propagación presenta dispersión o que el medio esdispersivo.

Para las ondas transversales, la longitud de onda es la distancia desde un punto de una onda
hasta un punto idéntico sobre la onda siguiente, tal como la distancia entre dos crestas sucesivas.

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2. OBJETIVOS


Demostrar la relación existente entre la velocidad de onda y la frecuencia,
como también con la profundidad del agua.

;así

3. IDEAS PREVIAS
1. Dos ondas viajan en la misma cuerda. ¿Es posible para ambas tener a) diferentes frecuencias,
b) diferentes longitudes de onda, c) diferentes rapideces, d) diferentes amplitudes, e) la misma
frecuencia, pero diferentes longitudes de onda? Explique su razonamiento.

2. La rapidez de las olas oceánicas depende de la profundidad del agua; cuanto más profunda sea
ésta,más rápidamente viajará la ola. Use esto para explicar por qué las olas forman crestas y
“rompen” al acercarse a la costa.

3. En una onda transversal en una cuerda, ¿el movimiento de la cuerda es perpendicular a la
longitud? ¿Cómo es posible entonces que se transporte energía a lo largo de la cuerda?

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4. ACTIVIDAD PRÁCTICA
Para el desarrollo deesta práctica los dispositivos deben conectarse como se muestra en la figura
1.

Figura 1. Montaje ilustrativo
Tenga en cuenta que de realizar una conexión indebida puede causar daños irreparables en el
equipo de trabajo. Cualquier inquietud que tenga al respecto coméntela al auxiliar de laboratorio o
al docente encargado de la asignatura.
Parte 1. Velocidad de onda y frecuencia
En estaparte debe instalarse en el generador el dispositivo para producir ondas planas, tal como lo
muestra la figura 2. Debe verter alrededor de 700 ml de agua en la cubeta.

Figura 2.
1. Encienda el generador de perturbaciones y la fuente de luz. Seleccione el modo ‘strobe’ para la
misma. Coloque una frecuencia de 5 Hz y una amplitud de onda significativamente menor a la
amplitud máxima. A partirde ahí ajuste la amplitud hasta obtener un patrón de onda bien definido.
2. Los frentes de onda aparecen iluminados mientras que las crestas no lo hacen. Mida y registre 5
veces la longitud de onda para la frecuencia escogida (Tabla 1, sección 5).

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3. Repita el mismo procedimiento para los valores de frecuencia de 10, 15, 20, 25 y 30 Hz.
4. Calcule...