Ninguno

Física III ingeniería Oscilaciones Ondas Óptica Semestre 02 de 2008 Escuela de Física Sede Medellín

MEDIDA DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE 1 Objetivo general
Medir la velocidad del sonidoen el aire.

2 Objetivos especícos
Estudiar las ondas sonoras estacionarias en una columna de aire. Estudiar el fenómeno de resonancia.

3 Fundamentos
Modos normales de oscilación en una columnade aire (tubo cerrado) Se tiene un tubo con uno de sus extremos cerrados y el otro abierto y provisto de un parlante el cual se alimenta con una señal sinusoidal de frecuencia f obtenida de ungenerador de señales. Al excitar la columna de aire (encendiendo el generador), en condiciones de resonancia se generan en ella ondas estacionarias. En estas condiciones, el fenómeno vibratorio secaracteriza por la existencia de vientres y nodos de desplazamiento (y de presión). Un análisis detallado de estas condiciones lleva a concluir que las frecuencias propias de vibración de esta columna de aire(frecuencias a las cuales podrá resonar), fn , cumplen la siguiente ecuación:

fn =

(2n − 1) V 4L

(1)

donde n = 1, 2, 3,. . . Con n = 1 se obtiene la frecuencia del primer armónico(frecuencia fundamental ). Aquí V corresponde a la velocidad de propagación del sonido en el aire y L la longitud del tubo.

Simulación 1 Valores de la velocidad del sonido Simulación 2 Onda longitudinalviajando en gas Simulación 3 Ondas de elongación vs ondas de presión en gases Simulación 4 Ondas estacionarias en un tubo abierto Simulación 5 Ondas estacionarias en un tubo abierto

Supóngase que eltubo es de longitud variable. Si para una frecuencia externa f (frecuencia de la onda emitida por el parlante) la columna de aire resuena en una longitud L (el armónico correspondiente es n) y al iralargando el tubo vuelve y resuena en una longitud L (el armónico correspondiente es n + 1) se cumplirá según la ecuación 1:
Tubo cerrado de longitud variable

L= L =

(2n − 1) V (2n − 1) = λ 4...