Columnas Vibrantes

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO.





Lab. Señales y Vibraciones




PRACTICA Columnas vibrantes








PROFESOR:Olmos Casiano Erica Fabiola




















Objetivo

Analizar el comportamiento de ondas sonoras a través de tubo abierto y cerrado por un extremo, comparar su comportamiento experimental conlo calculado para columnas vibrantes.


Material:

1 Tubo abierto de cristal.
1 Tubo cerrado por un extremo de cristal.
1 Caja con aserrín.
1 Altavoz direccional con cables banana-caimán.
2 Soportespara tubo
1 Generador de audio frecuencias con cables caimán –caimán
1 Osciloscopio con una punta BNC



Introducción

Tubos abiertos



Si un tubo es abierto, el aire vibra con su máxima amplitud enlos 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 un número entero
Considerando que l =vs/f (velocidad del sonido dividido la frecuencia)
Las frecuencias de los distintos modos devibración 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 unvientre y un nodo consecutivo es l /4. La longitud L del tubo es en las figuras 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 losdistintos modos de vibración responden a la fórmula

 




Leyes de Bernoulli
Las fórmulas obtenidas explican las denominadas leyes de Bernoulli:
La frecuencia del sonido en un tubo es:
1. Directamenteproporcional a la velocidad del sonido vs en el gas que contiene el tubo
2. Inversamente proporcional a la longitud del tubo L
3. En un tubo abierto, se puede producir el sonido que corresponde a la...