TP2 Física sonido segunda correccion

Introducción:

El objetivo de este trabajo práctico será determinar la velocidad de propagación del sonido en el aire a partir de dos métodos: el del tubo de Quincke y el de un tubo de resonancia.
Antes de describir el procedimiento experimental, encontramos necesario explicar algunos fenómenos que se van a producir durante el trabajo, tales como el de interferencia y resonancia.
Elfenómeno de interferencia se conoce como la superposición o suma de dos o más ondas. Se produce interferencia constructiva cuando las ondas se chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales e interferencia destructiva cuando la superposición de ondas es en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.
Elfenómeno de resonancia consiste en el reforzamiento de ciertas amplitudes sonoras como resultado de la coincidencia de ondas similares en frecuencias.
Procedimiento de la primera experimentación:
En la primera parte del Trabajo Práctico para determinar la velocidad de propagación de las ondas acústicas en el aire utilizamos un dispositivo conocido como el Tubo de Quincke (figura 1). Estedispositivo consta de un tubo en cuyo extremo se encuentra una fuente emisora, un parlante, que genera una onda sonora y en el otro extremo un micrófono como receptor. La onda sonora que parte del parlante encuentra dos ramas posibles: una de las ramas tiene una longitud fija, mientras que la otra rama tiene una longitud variable. Al encontrarse en el otro extremo se va a dar un fenómeno conocido como lainterferencia. El mismo se debe a una diferencia de fase entre las dos ondas dada por la diferencia entre los caminos que recorren cada una, por lo que desplazando la rama se puede determinar la interferencia destructiva y constructiva. El generador de audiofrecuencias se utilizará comofuente de excitación del parlante, configurándolo para emitir una señal sinusoidal de frecuencia definida. El micrófono ubicado en el otro extremo del tubo cumple la función de traducir las perturbaciones sonoras emitidas por el parlante que pueden medirse con un osciloscopio. Mediante su uso se pueden identificar las distintas longitudes del tubo en las cuales se dan las condiciones de interferenciaconstructiva y destructiva.



La condición que debe satisfacer la diferencia de caminos Δ entre dos ondas para observar la interferencia destructiva es:Δn=2n+1.λ2 (ecuación 1), donde λ representa la longitud de la onda sonora y n es un número natural cualquiera.
Dado que el desplazamiento de la rama móvil del tubo (d) es la mitad de la diferencia de caminos, como se ve en la figura1:d=2n+1λ4(ecuación 2)
Luego comenzamos con las mediciones, pusimos en funcionamiento el generador de audio frecuencias y movimos progresivamente el brazo de tubo, observando el cambo en la señal del osciloscopio, identificando cualitativamente la interferencia destructiva y constructiva.A partir de la posición de igualdad de recorrido en ambas ramas, desplazamos la rama hasta que el osciloscopio nosapareció una línea recta. En ese momento, a pesar de que se siguen emitiendo sonidos en A, comprobamos mediante le osciloscopio la ausencia de sonido en B. Esto significa que las ondas sonoras que se propagan por ramas distintas se superponen en B en oposición de fase evidenciando interferencia destructiva.
Posteriormente medimos el desplazamiento efectuado para producir interferencia destructiva conuna cinta métrica adosada al dispositivo experimental. Medimos las tres primeras distancias posibles y las relacionamos con la longitud de onda según la ecuación 2. A partir de estas tres determinaciones obtuvimos una longitud de onda promedio (λ p) con su respectiva incerteza. Repetimos este procedimiento para tres frecuencias distintas.
A partir de la medición de la longitud de onda y...