Resonancia En Una Columna De Aire

LABORATORIO No. 5
ONDAS SONORAS
RESONANCIA EN UNA COLUMNA DE AIRE


RESUMEN

En la siguiente practica de laboratorio observamos desde el campo experimental, un movimiento ondulatorio correspondiente a una emisión de ondas sonoras en una columna de aire, formada en un tubo de plástico con uno de sus extremos abierto y el otro cerrado, donde se encontró la longitud del tubo como procesoexperimental en una variación de la frecuencia a través de un sensor de sonido que proporcionaba los datos en un osciloscopio, el cual permitía establecer una medida para la longitud del tubo; después de la obtención de la longitud del tubo, procedimos a obtener la longitud de la onda mediante las ecuaciones encontradas para un sistema correspondiente a un tubo cerrado en un extremo para cada ensayo.MARCO TEORICO

Las ondas sonoras armónicas pueden generarse por una fuente que esta vibrando con un movimiento armónico simple, como un párlate excitado por un generador de audio. La fuente sonora hace que las moléculas de aire cercanas oscilen con un movimiento armónico simple respecto a su posición de equilibrio. A ciertas frecuencias se obtienen patrones de ondas estacionarias. Lasfrecuencias que producen estos patrones se denominan frecuencias de resonancia del sistema. Cada una de estas frecuencias y la función de onda que la acompaña se llama modo de vibración. En un tubo sonoro las frecuencias de resonancia dependen de su longitud y de que su extremo este abierto o cerrado.



Tubo cerrado en un extremo







Fig. 1. Primeros modos de vibración para tubosabiertos y cerrados. En cada caso, se indica la posición de los nodos (N) y los antinodos (A) de desplazamiento. Ecuaciones utilizadas para determinar datos en la tabla para un tubo cerrado.


“La aplicación de ondas sonoras estacionarias más importante es la producción de tonos musicales con instrumentos de viento.”




PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL



Fig. 2: Muestra el esquema delmontaje experimental empleado.


Se inicio la práctica de laboratorio con el montaje del equipo; se conecto la interfaz Science Workshop al computador y a su vez a esta se conectó a un amplificador de potencia, un sensor de sonido y otro de temperatura (acero inoxidable) se conectaron a los canales analógicos correspondientes, posteriormente se conectó la entrada del parlante del tubo deresonancia a la salida del amplificador de potencia; sobre una plataforma variable se ubico el sensor de sonido, la cual se graduó para que este quedara alineado con una ranura en el tubo.




Posteriormente se realizaron las configuraciones pertinentes en el software DataStudio, luego en la ventana del generador de señal se selecciono una emisión sinusoidal, fijando la amplitud a 0.5 v y lafrecuencia en 500Hz, para la medición de la temperatura, se activó la opción del medidor digital. Se abrió el osciloscopio y se configuro para que este mostrara el voltaje de salida y el voltaje emitido por el sensor de sonido.

Después de realizadas las configuraciones se procedió a la toma de datos, la cual consistía en llevar el pistón hasta el fondo del tubo, y después de poner a vibrar el parlantecon una frecuencia fija, se empezó a mover el pistón cuidadosamente, aumentando gradualmente la longitud del tubo, hasta llegar a un rango donde el sonido es mas claro y fuerte, en ese rango se empezó a buscar el punto de mayor amplitud, con ayuda de las imágenes en el osciloscopio, se registro la distancia a la que se encontraba del parlante. Esta seria la primera longitud resonante, luego sebuscaron las siguientes longitudes de resonancia, en cuanto la longitud del tubo lo permitiera. Se repitió este procedimiento con las frecuencias 500Hz - 1000Hz dando pasos de 50Hz. Se tabulo esta información para realizar un análisis.


ANÁLISIS Y RESULTADOS

En la tabla No 1, se encuentran registrados los datos para el periodo, la velocidad de la onda, la longitud de onda, la posición de...