Tubo de quincke

Memoria práctica IV | 3 de noviembre
2010
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Índice

Objetivo de la práctica Pág. 4.
Fundamento teórico Pág. 4.
Método experimental utilizado Pág. 5.
Representación de medidas Pág. 7.
Resultados obtenidos Pág. 8.
Bibliografía consultada Pág. 9.




Objetivo de la práctica
-Estudio del patrón de interferencia y resonancia de ondas acústicas en tubos cerrados y la determinaciónde la longitud de onda.
Fundamento teórico
La onda sonora proporcionada por el emisor se divide en dos componentes que se propagan en sentidos opuestos a lo largo del tubo, recorriendo caminos de distintas longitudes hasta alcanzar el micrófono, que detecta la superposición de ambas señales. En dicho punto ambas ondas se superponen definiendo un patrón de interferencia que el micrófonotransforma en una señal eléctrica quepodemos visualizar mediante el polimetro. Dicho patrón de interferencia viene determinado por la superposición de dos ondas de igual frecuencia, ω, y número de ondas, k=2π/λ, que se propagan en sentidos opuestos.
El principio de Superposición de ondas expresa que: “Si dos o más ondas se solapan en la misma región del espacio se produce una interferencia y se obtieneuna onda resultante cuyas características dependen del defase de las ondas incidentes”.

Ecuaciones
Diferencia de fase entre ondas ∆Φ=(2n+1)
L. onda sonora . . Δd= λ/2
Distancia entre tubos Δd= Sn - S1(n-1)
Velocidad del sonido v=331.451+t273 m/s

Método experimental utilizado
En el tubo de Quincke, extendiendo el brazo móvil, registramos los máximosy mínimos de intensidad cuando aparecen en la pantalla del polímetro, que corresponden a la máxima amplitud de onda, para 11 frecuencias diferentes en el rango de 2.5 a 6.5 kHz. Haciendo uso de la expresión (2) determinamos la longitud de onda, introduciendo el valor de Δd obtenido mediante una regla graduada. La lectura de la frecuencia se toma directamente del polímetro.
Con los datosobtenidos se realizó el análisis estadístico correspondiente en cada caso.
Este mecanismo está formado por:
Generador de funciones (GF-232 Promax)
Altavoz
Microfono
Polimetro
Regla
Tubo de Quinke
El proceso que hay que seguir es el siguiente:

- Conectar el generador de funciones (GF-232 Promax) a la red y pulsar la tecla roja LINE.
- Mediante una de las teclas negras seleccionar lafunción senoidal (~)
-Presionar la tecla del rango de escala correspondiente a 2k - 20 k.
- Seleccionar la frecuencia de 2.50 kHz girando el control de la izquierda.
- Mediante giro del control de AMPLITUDE se gradúa la intensidad del sonido emitido.
- La salida del generador es la marcada con el símbolo O(50 ).
- Situar los mandos del polímetro para medir mA en corriente alterna.-Medir lasposiciones iníciales de la barra y sus pesas.

Representación de las medidas

N(kHz) | Er. | S1(m) | Error | S1(m) | Error | Sn (m) | Error | Sn (m) | Error | n | Δd(m) | λ (m) | N´(kHz |
2.5 | ±0.1 | 0.065 | 0.002 | 0.06 | ±2·10-3 | 0.26 | 0.002 | 0.3 | ±2·10-3 | 4 | 0.08 | 0.16 | 2.2 |
| | 0.064 | 0.002 | | | 0.26 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.062 | 0.002 | | | 0.26 |0.002 | | | | | | |
| | 0.061 | 0.002 | | | 0.26 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.063 | 0.002 | | | 0.26 | 0.002 | | | | | | |
2.9 | ±0.1 | 0.057 | 0.002 | 0.06 | ±2·10-3 | 0.25 | 0.002 | 0.3 | ±3·10-3 | 4 | 0.08 | 0.16 | 2.5 |
| | 0.054 | 0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.054 | 0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.056 |0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.059 | 0.002 | | | 0.26 | 0.002 | | | | | | |
3.3 | ±0.1 | 0.054 | 0.002 | 0.06 | ±2·10-3 | 0.25 | 0.002 | 0.2 | ±3·10-3 | 5 | 0.04 | 0.08 | 3.1 |
| | 0.054 | 0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.052 | 0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |
| | 0.056 | 0.002 | | | 0.25 | 0.002 | | | | | | |...