Modelo para practica de ondas

Laboratorio de Mecánica Clásica

2011

Ondas estacionarias en cuerdas
Objetivo: Estudio experimental de ondas estacionarias en cuerdas. Estudio de los modos normales de vibración y frecuenciascaracterísticas. Determinación de la velocidad de la ondas en términos de la tensión y la densidad de la cuerda. Introducción: Cuando una cuerda tensa vibra, lo hace a frecuencias bien definidas ygenera entre sus extremos una onda que se denomina estacionaria. Cada frecuencia de vibración determina un modo normal de vibración de la cuerda. Estos modos pueden caracterizarse ya sea por el número nde nodos entre los extremos fijos, la frecuencia de vibración fn o la distancia entre nodos consecutivos. La longitud de onda λn de cada modo está determinada por la longitud de la cuerda L (distanciaentre extremos fijos), ya que esta longitud debe contener siempre un número entero de veces de media longitud de onda, es decir:

2 Dado que para una onda el producto λ f = c (veloc. de propagaciónde la onda), tenemos entonces: 2L c = λn f n = fn n Por otro lado, a partir del estudio dinámico del movimiento de la cuerda, es decir aplicando las leyes de Newton, se puede probar que la velocidadde propagación de la onda en una cuerda tensa es: T (1) c=

L=n

λn

μ donde T es la tensión de la cuerda y μ es su densidad lineal de masa.
Equipamiento: Cuerda Vibrador mecánico Generador defunciones Masas

Diagrama esquemático del dispositivo :
L

T accionador mecánico

mg generador de funciones

Procedimiento:

Varíe la frecuencia de excitación y observe la existencia defrecuencias de resonancia bien definidas (nodos y valles bien definidos). Para un valor determinado de T y μ determine las frecuencias fn para el mayor número de modos de vibración posibles. Determine λny calcule la velocidad c para cada uno de ellos. Realice un gráfico de la velocidad de la onda en función del orden n de cada modo. La velocidad de la onda depende del orden del modo? Estudie la...