Calculos De Fisica

INDICE

Introducción…………………………………………………………………………... 2

Compendio Teórico………………………………………………………………….. 3

Parte Experimental….………………………………………………………………. 9

Cuestionario………………………………………………………………………… 19

Conclusiones……………………………………………………………………….. 27

Recomendaciones…………………………………………………………………. 28

Observaciones……………………………………………………………………… 29

Bibliografía…………………………………………………………………………..30

INTRODUCCION

El Movimiento ondas estacionarias en una cuerda tensa es aquel que hace que las partículas de la cuerda se muevan de un lado a otro. Las ondas estacionarias se forman por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud y frecuencia; con base en estos conceptos fue posible realizar algunas experiencias, donde se apreciaron claramente lascaracterísticas y propiedades del movimiento con ondas estacionarias, así como las condiciones bajo las cuales los nodos varían. Por último, se hizo un análisis de los modelos matemáticos que conciernen a esta temática y se obtuvieron ciertas conclusiones.



Análisis teórico.

Superposición de Ondas

Cuando dos o más ondas mecánicas de igual frecuencia son transmitidas en un medio, elresultado es una onda que es la suma de ellas. Esto significa que en cada punto del medio, el desplazamiento es la suma de los desplazamientos individuales que produciría cada una de las ondas; a este resultado se le conoce como Principio de Superposición. Ver la figura 1.

Onda resultante con la misma frecuencia pero mayor amplitud
Onda resultante con la misma frecuencia pero mayor amplitudOndas Estacionarias

Cuando en un medio/ como una cuerda o un resorte, se genera una oscilación en uno de sus extremos, comienza a propagarse una onda. Al llegar al otro extremo del medio, la onda sufre una reflexión y viaja en sentido contrario por el mismo medio. De esta forma en el medio se tienen dos ondas de iguales características que se propagan en sentido contrario, lo cual da origen auna onda estacionaria.

La onda estacionaria recibe su nombre del hecho que parece como si no se moviera en el espacio. De hecho cada punto del medio tiene su propio valor de amplitud. Algunos puntos tienen amplitud máxima, son llamados antinodos, y otros puntos tienen amplitud igual a cero y son llamados nodos. Los nodos se distinguen muy bien porque son puntos que no oscilan.

La distanciaentre dos nodos vecinos es igual a media longitud de onda, por lo cual la medición de la distancia entre nodos permite determinar la longitud de la onda.

Del análisis del movimiento ondulatorio y de la definición de velocidad v:



Donde d es la distancia que se recorre en un tiempo t, se puede determinar una expresión para la velocidad de la onda. Por definición, el período T de unaonda es el tiempo en el que se transmite una oscilación completa. Si la longitud de la onda es \, en un tiempo igual al período la onda se habrá desplazado una distancia igual a \. Por lo tanto, la velocidad de la onda será:



El período T está relacionado con la frecuencia / de la onda de acuerdo con la siguiente ecuación:



Sustituyendo esta expresión en la ecuación (2),obtenemos otra expresión para la velocidad de la onda:

v = lf

Ondas Estacionarias en una Cuerda

Una forma de producir ondas estacionarias es propagando ondas desde un extremo de una cuerda hasta el otro que se mantiene fijo. Al llegar al extremo fijo la onda se reflejará y se superpondrá con la onda incidente, produciéndose entonces la onda estacionaria.

En este caso, lasoscilaciones de la cuerda pueden ser de diferentes formas o modos, según sea la frecuencia con la que oscile la cuerda. A estas formas de oscilar se les llama modos normales de oscilación.

El primer modo normal de oscilación, llamado modo fundamental de oscilación, es el que tiene mayor amplitud y cuya longitud de onda es tal que la longitud L, de la cuerda/ es igual media longitud de onda; es decir,...