Laboratorio de ondas
Páginas: 8 (1944 palabras)
Publicado: 6 de junio de 2011
INTRODUCCION
El estudio de las cuerdas vibrantes tiene una larga historia. Naturalmente, la razón consiste en el empleo musical, desde tiempo inmemorial, de cuerdas tensas. Nos interesan aquí, sin embargo, no los efectos musicales sino el hecho mecánico básico de que una cuerda, con ambos extremos fijos, tienen un numero de estados de vibración natural bien definidos, Dichos estados sedenominan vibraciones estacionarias, en el sentido de que cada punto de la cuerda vibra transversalmente con un movimiento armónico simple de amplitud constante, cuya frecuencia de vibración es la misma para todas las partes de la cuerda. Dichas vibraciones estacionarias representan lo que se denominan modos normales de la cuerda. En todos ellos, excepto en el inferior, existen puntos en que losdesplazamientos permanecen nulos en todo instante. Estos son los nodos; las posiciones de amplitud máxima se denominan antinodos. Uno puede pensar así que estos estados básicos de vibración son estacionarios en el sentido adicional de que los nodos permanecen en puntos fijos sobre la cuerda.
En esta práctica se estudian las pequeñas vibraciones transversales de una cuerda homogénea cuyos extremos estánfijos. Cuando las ondas están confinadas en el espacio, del mismo modo que las ondas en una cuerda sujeta por sus dos extremos, existen reflexiones en ambos extremos y por lo tanto aparecen ondas que se mueven en ambos sentidos. Estas ondas se combinan de acuerdo con la ley general de interferencia de ondas. En el caso de una cuerda esta interferencia resulta en un esquema vibratorio estacionariodenominado onda estacionaria.
VIBRACION DE CUERDAS
I.- OBJETIVO DEL EXPERIMENTO.
Determinar la velocidad de propagación de una onda mecánica en una cuerda, para diferentes tensiones.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
✓ Analizar el tipo de modos de oscilación de la cuerda (modos, nodos, antinodos)
✓ Observar el movimiento de la cuerda y la superposición
✓ Registrar lafrecuencias y las longitudes encontradas en el experimento
II.- EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADOS.
Equipo RA- 002 Vibración de cuerdas
III.- ANÁLISIS TEÓRICO.
SUPERPOSICIÓN DE ONDAS
Cuando dos o más ondas mecánicas de igual frecuencia son transmitidas en un medio, el resultado es una onda que es la suma de ellas. Esto significa que en cada punto del medio, el desplazamiento es la suma de losdesplazamientos individuales que produciría cada una de las ondas; a este resultado se le conoce como Principio de Superposición. Ver la figura 1.
Figura 1.- Superposición de Ondas.
ONDAS ESTACIONARIAS
Cuando en un medio/ como una cuerda o un resorte, se genera una oscilación en uno de sus extremos, comienza a propagarse una onda. Al llegar al otro extremo del medio, la onda sufre una reflexióny viaja en sentido contrario por el mismo medio. De esta forma en el medio se tienen dos ondas de iguales características que se propagan en sentido contrario, lo cual da origen a una onda estacionaria.
La onda estacionaria recibe su nombre del hecho que parece como si no se moviera en el espacio. De hecho cada punto del medio tiene su propio valor de amplitud. Algunos puntos tienen amplitudmáxima, son llamados antinodos, y otros puntos tienen amplitud igual a cero y son llamados nodos. Los nodos se distinguen muy bien porque son puntos que no oscilan.
La distancia entre dos nodos vecinos es igual a media longitud de onda, por lo cual la medición de la distancia entre nodos permite determinar la longitud de la onda.
La figura 2 muestra el comportamiento de una onda estacionariaen el tiempo. También se señalan sus diferentes partes.
Figura 2.- Onda Estacionaria.
velocidad de una Onda
Del análisis del movimiento ondulatorio y de la definición de velocidad v:
[pic] (1)
Donde d es la distancia que se recorre en un tiempo t, se puede determinar una expresión para la velocidad de la onda. Por definición, el período T de una onda es el tiempo en el que se...
El estudio de las cuerdas vibrantes tiene una larga historia. Naturalmente, la razón consiste en el empleo musical, desde tiempo inmemorial, de cuerdas tensas. Nos interesan aquí, sin embargo, no los efectos musicales sino el hecho mecánico básico de que una cuerda, con ambos extremos fijos, tienen un numero de estados de vibración natural bien definidos, Dichos estados sedenominan vibraciones estacionarias, en el sentido de que cada punto de la cuerda vibra transversalmente con un movimiento armónico simple de amplitud constante, cuya frecuencia de vibración es la misma para todas las partes de la cuerda. Dichas vibraciones estacionarias representan lo que se denominan modos normales de la cuerda. En todos ellos, excepto en el inferior, existen puntos en que losdesplazamientos permanecen nulos en todo instante. Estos son los nodos; las posiciones de amplitud máxima se denominan antinodos. Uno puede pensar así que estos estados básicos de vibración son estacionarios en el sentido adicional de que los nodos permanecen en puntos fijos sobre la cuerda.
En esta práctica se estudian las pequeñas vibraciones transversales de una cuerda homogénea cuyos extremos estánfijos. Cuando las ondas están confinadas en el espacio, del mismo modo que las ondas en una cuerda sujeta por sus dos extremos, existen reflexiones en ambos extremos y por lo tanto aparecen ondas que se mueven en ambos sentidos. Estas ondas se combinan de acuerdo con la ley general de interferencia de ondas. En el caso de una cuerda esta interferencia resulta en un esquema vibratorio estacionariodenominado onda estacionaria.
VIBRACION DE CUERDAS
I.- OBJETIVO DEL EXPERIMENTO.
Determinar la velocidad de propagación de una onda mecánica en una cuerda, para diferentes tensiones.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
✓ Analizar el tipo de modos de oscilación de la cuerda (modos, nodos, antinodos)
✓ Observar el movimiento de la cuerda y la superposición
✓ Registrar lafrecuencias y las longitudes encontradas en el experimento
II.- EQUIPO Y MATERIAL EMPLEADOS.
Equipo RA- 002 Vibración de cuerdas
III.- ANÁLISIS TEÓRICO.
SUPERPOSICIÓN DE ONDAS
Cuando dos o más ondas mecánicas de igual frecuencia son transmitidas en un medio, el resultado es una onda que es la suma de ellas. Esto significa que en cada punto del medio, el desplazamiento es la suma de losdesplazamientos individuales que produciría cada una de las ondas; a este resultado se le conoce como Principio de Superposición. Ver la figura 1.
Figura 1.- Superposición de Ondas.
ONDAS ESTACIONARIAS
Cuando en un medio/ como una cuerda o un resorte, se genera una oscilación en uno de sus extremos, comienza a propagarse una onda. Al llegar al otro extremo del medio, la onda sufre una reflexióny viaja en sentido contrario por el mismo medio. De esta forma en el medio se tienen dos ondas de iguales características que se propagan en sentido contrario, lo cual da origen a una onda estacionaria.
La onda estacionaria recibe su nombre del hecho que parece como si no se moviera en el espacio. De hecho cada punto del medio tiene su propio valor de amplitud. Algunos puntos tienen amplitudmáxima, son llamados antinodos, y otros puntos tienen amplitud igual a cero y son llamados nodos. Los nodos se distinguen muy bien porque son puntos que no oscilan.
La distancia entre dos nodos vecinos es igual a media longitud de onda, por lo cual la medición de la distancia entre nodos permite determinar la longitud de la onda.
La figura 2 muestra el comportamiento de una onda estacionariaen el tiempo. También se señalan sus diferentes partes.
Figura 2.- Onda Estacionaria.
velocidad de una Onda
Del análisis del movimiento ondulatorio y de la definición de velocidad v:
[pic] (1)
Donde d es la distancia que se recorre en un tiempo t, se puede determinar una expresión para la velocidad de la onda. Por definición, el período T de una onda es el tiempo en el que se...
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