Laboratorio de ondas

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DEPARTAMENTO DE FISICA Y GEOLOGIA

             LABORATORIO                 DE OSCILACIONES Y ONDAS 
     

 

FLOR ALBA VIVAS
DOCTORA EN CIENCIAS EN GEOFÍSICA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y GEOLOGÍA

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
   

   

INDICE   
Prologo  Práctica 1  

   

Pág.

2 6 14 19 25 29 36 42 46 49

Oscilaciones del péndulo simple.   Práctica 2  Oscilaciones del sistema masa‐resorte.    Práctica 3  Superposición de dos movimientos armónicos simples (m.a.s).    Práctica 4  Oscilaciones eléctricas, circuito RLC.    Práctica 5  Ondas sonoras y análisis de Fourier.    Práctica 6  Refracción de la luz.    Práctica 7  Lentes y formación de la imagen.    Práctica 8  Espectrómetro de Prisma.  Práctica demostrativa  Práctica 9 Fénomenos ondulatórios (cubeta de ondas).  Práctica demostrativa    Práctica 10  Ondas estacionarias en una cuerda.    Práctica 11  Ondas estacionarias en una columna de gas.    Práctica 12  Difracción por una abertura circular y por una abertura rectangular.    Anexo 1  Operación y calibración del osciloscopio.    Anexo 2  Sensores, interface y software DataStudio (PASCO).    Bibliografía   

53 59 61 67       



Prologo 
 
Este  manual  ha  sido  elaborado  para  servir  de  apoyo  a  la  disciplina  Laboratorio  de  oscilaciones  y  ondas en la Universidad de Pamplona, dicho laboratorio complementa la disciplina de física con el  mismo nombre que pertenece al ciclo de formación básica en algunos programas de la Facultad de  Ingeniería y de la Facultad de Ciencias Básicas.  Como  todas las  disciplinas  de  física  dentro  de  un  ciclo  básico  de  pregrado,  la  disciplina  de  oscilaciones  y  ondas  busca  motivar  en  los  estudiantes  la  observación  de  los  fenómenos,  el  lanzamiento  de  hipótesis  sobre  los  parámetros  físicos  de  los  que  depende  el  fenómeno  específico  así  como  analizar  las  simplificaciones  necesarias  que  posibilitan  la descripción  cualitativa  del  fenómeno a través de las ecuaciones de Newton o de Maxwell para finalmente obtener la ecuación  diferencial que modela el fenómeno físico.  En  la  primera  parte  del  curso  son  estudiados  los  fenómenos  oscilatorios  tanto  mecánicos  como  eléctricos. Los fenómenos oscilatorios se presentan en sistemas en los cuales por lo menos una de  las  variables  que  describen  el sistema  se  comportan  de  forma  variable  en  el  tiempo  con  características  periódicas,  ejemplos  de  sistemas  periódicos  son:  el  movimiento  de  la  tierra  en  su  propio eje, el movimiento de vaivén de un péndulo, el movimiento de una masa sujeta a un resorte,  la corriente en un circuito RLC, etc. El más simple de los movimientos periódicos es aquel que se repite con la misma amplitud, dentro  del  mismo  periodo  de  tiempo  y  con  una  forma  senoidal,  dicho  movimiento  se  conoce  como  movimiento armónico simple (m.a.s). Si en estos movimientos se introduce un factor que describe  la atenuación (que siempre se presenta es sistemas reales) de la amplitud de dichas oscilaciones, así  como un término asociado con una fuerza externa se genera un nuevo fenómeno de gran interés en  la física  conocido  como  resonancia.  Matemáticamente  la  inclusión  de  estos  factores  genera  la  ecuación  diferencial  armónica  con  amortiguamiento  y  la  ecuación  diferencial  armónica  con  amortiguamiento no homogénea, respectivamente.  Dentro de la anterior temática se enmarcan las prácticas: Oscilaciones del péndulo simple (Práctica  1),  Oscilaciones  del  sistema  masa‐resorte (Práctica  2),  Superposición  de  movimientos  armónicos  simples, m.a.s (Práctica 3) y Circuito RLC (Práctica 4). 

El modelo de un gran número de pequeños osciladores acoplados que transfieren energía de uno a  otro,  y  de  esta  forma  propagan  las  oscilaciones  a  través  de  un  determinado  medio,  permite  entonces  pasar  a  describir  las  ondas  mecánicas. ...
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