ondas

Ondas en un Hilo
Objetivos
-Hallar la densidad lineal mediante una tensión constante con relación al número de ondas formado.
-Encontrar la densidad lineal con una frecuencia constante mediante formación de número de ondas y obtener la tensión en cada caso.
Fundamento teórico
En física, una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo,densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.
Elementos de una onda
Cresta: La cresta es el punto de máxima elongación o máxima amplitud de la onda; es decir, el punto de la ondamás separado de su posición de reposo.
Período(T): El periodo es el tiempo que tarda la onda en ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.
Amplitud(A): La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda. Nótese que pueden existir ondas cuya amplitud sea variable, es decir, crezca o decrezca con el paso del tiempo.
Frecuencia(f): Número de veces que esrepetida dicha vibración por unidad de tiempo. En otras palabras, es una simple repetición de valores por un período determinado.
T = 1/f
Valle: Es el punto más bajo de una onda.
Longitud de onda(λ): Es la distancia que hay entre el mismo punto de dos ondulaciones consecutivas, o la distancia entre dos crestas consecutivas.

Donde L esla longitud del hilo tensado y n es el número de anti nodos en el hilo.
Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.
La densidad lineal de masa del hilo puede ser medida pesando una cantidad conocida de longitud del hilo. La densidad es la masa del hilo por unidad de longitud está dada por:





La densidad lineal de masa del hilo puede ser encontrada estudiando laproporción entre la tensión, frecuencia, longitud del hilo, y el número de anti nodos en la onda estacionaria. Para llegar a esta relación, la velocidad de la onda se expresa de dos maneras.

La velocidad de cualquier onda está dada por donde f es la frecuencia de la onda. Para un hilo tensado:


,

Lavelocidad de la onda viajando en un hilo también depende de la tensión, T, en el hilo y de la densidad lineal de masa µ, del hilo dado por:

,

Igualando estas dos expresiones para una misma velocidad y resolviendo para una tensión dada por:

,

Si la tensión se varia mientras la longitud y la frecuencia se mantienen, una gráfica de la tensión T frente (1/n2) dará una línearecta que tendrá una pendiente igual a . La pendiente de esta línea puede utilizarse para calcular la densidad lineal de masa del hilo.

La expresión para la tensión se puede resolver para la frecuencia:



Si la frecuencia se varía mientras la tensión y la longitud permanecen constantes, una gráfica de la frecuencia, f, frente al número de anti nodos, n, resultará una línea recta. Lapendiente de esta línea puede usarse para calcular la densidad lineal de masa del hilo.

Equipos y Materiales

N
DESCRIPCION
CODIGO
CANTIDAD
1
Varilla
ME-6736
1
2
Varilla para montar polea
ME-6838
1
3
Balanza

1
4
Abrazadera de mesa
ME-9376
1
5
Amplificador de potencia
CI-6552
1
6
Regla milimetrada

1
7
Generador de ondas
WA-9753
1
8
Cuerda (1,5 m)SE-8050
1
9
Juego de masas
SE-8705
1
10
Cables conexión
SE-9750
2
11
Hilo
SE-8050
3m
12
Super polea
ME-6838
1

Experimento

Actividad 1

Calculo de la densidad lineal (µ) mediante una tensión constante.

Para este experimento necesitamos armar un sistema el cual contara con un generador de ondas que estará conectado a un amplificador de potencia.

Conectado el sistema se...