Laboratorio Ondas Estacionarias

RESUMEN
en este laboratorio se analiza el comportamiento de una onda estacionaria en un modelo real de laboratorio donde se nota la relación entre la frecuencia y la tensión, la velocidad de la onda y la tensión, la longitud de la cuerda y la frecuencia; además de otros aspectos importantes en el estudio del movimiento de una onda que nos ayudaron a comprender mejor fenómenos cotidianosasociados con dicho tema como lo son el análisis de la importancia de las cuerdas en los instrumentos musicales, el eco; entre otras.

ABSTRACT
In this laboratory the behavior of a standing wave in a real model of laboratory is analyzed where the relation between the frequency and the tension notices, the speed of the wave and the tension, the chord length and the frequency; besides other importantaspects in the study of the movement of a wave that helped us to include/understand better associate daily phenomena with this subject as they are it the analysis of the importance of the cords in the musical instruments and the echo; among others.

PALABRAS CLAVES
Frecuencia, tensión, onda estacionaria, longitud de onda, velocidad de la onda, numero de usos.

KEYWORDS
Frequency, tension,standing wave, wavelength, speed of the wave, number of uses.


INTRODUCCIÓN






1. OBJETIVOS



1.1 OBJETIVO GENERAL


✓ Analizar el fenómeno de las ondas estacionarias en una cuerda vibrando
determinar la frecuencia de las ondas en una cuerda vibrante




1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS



✓ Medir la frecuencia con la que esta vibrando la cuerda por medio de laLámpara estroboscópica

✓ Hallar la misma frecuencia, utilizando la formula de frecuencia para una cuerda vibrante, y compararla con la obtenida por medio de la lámpara.



2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Para esta experiencia se necesitan conocer unos conceptos muy importantes como son:
• Onda estacionaria: son aquellas que se forman por una superposición de dos ondas que viajan en sentidocontrario y que tienen la misma velocidad amplitud y longitud de onda; además de que sus nodos permanecen inmóviles.


• Frecuencia de una onda estacionaria: se define como el número de oscilaciones por unidad de tiempo para el caso de las ondas estacionarias la frecuencia tiene relación directa con la tensión que se le ejerce a la cuerda y relación inversa con la longitud de la cuerda y ladensidad lineal de masa.

• Velocidad de la onda en una cuerda tensionada: para un sistema conformado por una cuerda tensionada con una frecuencia f se observa que se debe tener en cuenta la masa por unidad de longitud de masa expresada por [pic] así que estos dos factores están relacionados de la siguiente forma:






• Tensión: para una onda observada en una cuerda debemos tener en cuentala tensión de esta ya que existe una relación inversa entre la tensión ejercida y el numero de segmentos de la onda de la siguiente forma:
[pic]




En la producción experimental de ondas podemos utilizar un vibrador periódico que envía pulsos senoidales de frecuencia medible hacia una cuerda flexible cuyo longitud está fija, se producen entonces ondas transversales que corren en ambossentidos y que se reflejan en los extremos. La acción recíproca de las ondas directas y reflejadas a lo largo de la cuerda produce lo que se llama “ondas estacionarias”. Las posibles formas de vibrar de la cuerda son como se ilustra en la figura:
[pic] [pic] [pic]

Donde L = Longitud de la cuerda, y n = 1, 2,3,… (número de usos en la cuerda)

Los puntos que no se desplazan (A, B, D yF en la figura 3) se llaman nodos y a los de máximo desplazamiento (C y E) se les llama antinodos (o vientres). La figura formada entre dos nodos se les llama uso. Observe que en los extremos se producen obligatoriamente nodos y cualquier número de nodos entre ellos, además la distancia que separa dos nodos (un uso) es igual a una semi-longitud de onda. Lo anterior podemos resumirlo así:...