Velocidad del sonido en el aire



Laboratorio de Física I
Práctica de Laboratorio N° 6

´´VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE ´´

INFORME

Integrantes del grupo: Sección:
1. Aguero Mendoza, Romel C16 – 1 - C
2. Yarupaita Mendoza, Andres C14 – 1 - C

Profesor:
Silvia Espinoza Suárez

Fecha de realización: 22 de octubreFecha de entrega: 29 de octubre


2012 – II

INTRODUCCIÓN

Una de las características principales de un F/A-18 Hornet  es que puede vencer la barrera del sonido, es decir que viaja a una gran velocidad comparada con la velocidad propia del sonido en el aire.









La velocidad del sonido en el aire depende mucho de la temperatura en la que se encuentra y de otros factores quehay en el medio como la presión. Valores a tomar en cuenta en el presente laboratorio en donde lo que se busca principalmente es demostrar el módulo de la velocidad en dos diferentes medios. El primero en un tubo cerrado y el segundo en un tubo abierto.
En las siguientes páginas del informe usted podrá conocer todos los materiales, procedimiento y resultados que se obtuvo en el laboratorio.OBJETIVOS

1) Medir experimentalmente la longitud de onda en una columna cerrada y abierta de resonancia de aire.
2) Determinar la velocidad del sonido en el aire.
3) Calibrar un diapasón de frecuencia conocida.


MATERIALES

Computadora personal con programa Data Studio instalado
Diapasón
Tubo de resonancia
Generador de ondas
Parlante Open Speacker
CablesFUNDAMENTO TEÓRICO
Tubos abiertos



Si un tubo es abierto, el aire vibra con su máxima amplitud en los extremos. En la figura, se representan los tres primeros modos de vibración
Como la distancia entre dos nodos o entre dos vientres es media longitud de onda. Si la longitud del tubo es L, tenemos que
L=l /2, L=l , L=3l /2, ... en general L=nl /2, n=1, 2, 3... es unnúmero entero
Considerando que l =vs/f (velocidad del sonido dividido la frecuencia)
Las frecuencias de los distintos modos de vibración responden a la fórmula

Tubos cerrados



Si el tubo es cerrado se origina un vientre en el extremo por donde penetra el aire y un nodo en el extremo cerrado. Como la distancia entre un vientre y un nodo consecutivo es l /4. La longitud L del tubo es en lasfiguras representadas es L=l /4, L=3l /4, L=5l /4...
En general L=(2n+1) l /4; con n=0, 1, 2, 3, ...
Las frecuencias de los distintos modos de vibración responden a la fórmula










PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

Velocidad del sonido en un tubo cerrado
1. Medición a diferentes longitudes
L(m)
λ (Hz)
F(Hz)
Vsonido (m/s)


Valor teórico
Valor experimental

1.20
4.8
72.2572.3
347.04
1.10
4.4
78.82
78.8
346.85
1.00
4.0
86.70
86.6
346.40
0.90
3,6
96.34
96.3
346.68
0.80
3.2
108.38
108.3
346.56
0.70
2.8
123.86
123.8
346.64
0.60
2.4
144.50
144.3
346.32
Temperatura ambiente
20.02ºC
Velocidad del sonido experimental
346.64 m/s
Velocidad del sonido teórico
346,81 m/s
Error porcentual
0.04 %


2. Medición a diferentes frecuenciasLongitud del tubo cerrado: 1.2 m
Resonancia
λ (m)
f(Hz)
Vsonido(m/s)


Valor teórico
Valor experimental

λ/4 = 1.2
4.80
72.25
72.2
346.56
Velocidad del sonido experimental
346.56 m/s
Error porcentual
0.072%

Velocidad del sonido en un tubo abierto



1. Medición a diferentes longitudes

L(m)
λ (m)
f(Hz)
Vsonido(m/s)


Valor teórico
Valor experimental

2.104.20
82.57
82.6
346.92
2.00
4.00
86.70
86.8
347.20
1.90
3.80
91.26
91.3
346.94
1.80
3.60
96.33
96.4
347.04
1.70
3.40
102.02
102.1
347.14
1.60
3.20
108.37
108.2
346.24
1.50
3.00
115.60
115.2
345.60
1.40
2.80
123.86
123.8
346.64
Velocidad del sonido experimental
346.74 m/s
Error porcentual
0.02%



2. Medición a diferentes frecuencias

Resonancia
λ...