Tubo de kunt

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Universidad de los Andes
Facultad de Ciencias
Departamento de Física
Laboratorio de Física 11
Semestre B 2011

Estudio de ondas estacionarias longitudinales y velocidad del sonido en una varilla metálica por el método del Tubo de Kundt.

Grupo # 6
Sección 04
Fecha: 28/11/2011.

Resumen.

La práctica consisteen el estudio de las ondas estacionarias longitudinales producidas por las vibraciones en una varila metálica, las cuales son transmitidas a un tubo cerrado en uno de sus extremos, este método se conoce como método de Kundt que fue desarrollado por August Kundt, físico alemán, trabajo e investigo las ondas aéreas confinadas en tubos basándose en el hecho de que un polvo fino distribuido por eltubo tendía a estarse quieto y almacenarse en los nodos de la onda. Este aparato fue denominado tubo de Kundt. Debido a la dependencia de la velocidad de la onda sonora.

Introducción.

Los movimientos ondulatorios son ciertas perturbaciones que se producen en un medio. Para la física este es uno de los fenómenos más importantes estas perturbaciones se manifiestan de formas mecánicas yelectromagnéticas, para nuestro fin estudiaremos las primeras las cuales son de gran interés para el estudio en el Tubo de Kundt, ya que estas suelen ser longitudinales o transversales dependiendo de la perturbación que se produzca.

El objeto de estudio en este experimento es el movimiento ondulatorio en el interior del tubo de Kundt que es un cilindro largo y estrecho en el que se pueden generarsonidos si se hace vibrar la columna de aire de su interior.
Produciendo de este modo la formación de ondas estacionarias acústicas dependiendo de la frecuencia y la longitud del tubo cerrado. Para ello se pueden calcular los parámetros característicos de la onda, como son la longitud de onda (ver ecuación 1) y su velocidad de propagación (velocidad del sonido) (ver ecuación 2).

Através delcalculo de estos parámetros se nos es posible poder determinar el modulo de elasticidad (modulo de Young) de la varilla metálica, el cual es la presión teórica necesaria para duplicar la longitud de la varilla (ver ecuación 3), con la que se generaron las vibraciones que producieron las ondas longitudinales estacionarias en el interior del tubo, las cuales se muestran claramente en el polvo de corchodistribuido uniformemente dentro del mismo.

Fundamentos Teóricos.

Una onda es fenómeno periódico en el tiempo y en el espacio. Según que los movimientos de las partículas se modifiquen en la misma dirección de propagación o en dirección perpendicular, los movimientos ondulatorios se llaman longitudinales y transversales, respectivamente. En los movimientos longitudinales, ejecutan laspartículas movimientos de vaivén paralelos a la dirección de propagación y se originan condensaciones y enrarecimientos (tal sucedo por ejemplo en las ondas sonoras que se propagan en los gases).

Mientras el centro en el se ejecutan una oscilación completa, el movimiento ondulatorio se propaga hasta la distancia de una onda. En consecuencia, el camino recorrido en tiempo (t), será la longitud de ondaλ, y la velocidad del moviendo ondulatorio valdrá:

[pic] (Ecuación 5)
O bien

[pic] (Ecuación 6)

Al tropezar la onda con una pared fija se refleja; si la dirección de propagación es perpendicular a la pared, la onda reflejada se propaga en la misma dirección, pero en sentido contrario, como si retrocediera. Cuando la reflexión se produce en una pared de mayordensidad, la fase experimenta un cambio brusco de media longitud de onda; una cresta se refleja como valle y una condensación con un enrarecimiento. Al suponer que la onda incide con la reflejada interfieren y se forman ondas estacionarias. En ellas, al revés de lo que sucede en las ondas progresivas, hay puntos que se encuentran permanentemente en reposo (nodos de oscilación k); la distancia...
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