cubeta de ondas

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS
ÁREA DE FÍSICA
OSCILACIONES Y ONDAS – MA1022
GUÍA N°3

1. TÍTULO DE LA PRÁCTICA: ONDAS ESTACIONARIAS Y CUBETA DE ONDAS
. 1. OBJETIVO GENERAL:
Investigar el comportamiento de las ondas transversales y medir experimentalmente la longitud de onda λ y la velocidad v de una onda plana.

2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Determinar la relación entre la tensión enuna cuerda y el número de segmentos (nodos y antinodos) de la onda estacionaria.
Hallar la relación entre la frecuencia de oscilación en una cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria.
Determinar la velocidad de propagación de una onda en una cuerda.
Hallar la relación entre frecuencia y velocidad de propagación en una onda transversal.
Identificar las ondas planas por susparámetros físicos como longitud de onda, frecuencia, número de oscilaciones por segundo, etc.
Halla por medio de un método geométrico una forma conocida del frente de ondas en cierto instante de acuerdo al principio de Huygens

3. PREGUNTAS
a). Que se entiende por una onda transversal: Son ondas cuyo desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación.
b). Que se entiende por una ondaestacionaria: Todos los puntos pasan por un cero simultáneamente.
Frecuencia de una onda estacionaria: Se define como el número de oscilaciones por unidad de tiempo para el caso de ondas estacionarias, la frecuencia tiene relación directa con la tensión que se le ejerce a la cuerda y relación inversa con la longitud de la cuerda y la densidad lineal de la masa.
Velocidad de la onda en una cuerdatensionada: Para un sistema conformado por una cuerda tensionada con una frecuencia f se observa que se debe tener en cuenta la masa por unidad de longitud de masa.
Tensión: Para una onda observada debemos tener en cuenta la tensión de esta ya que existe una relación entre la tensión ejercida y el número de segmentos de la onda.
¿Qué relación matemática existe entre la tensión de una cuerda,la velocidad de propagación de la onda en la cuerda o su densidad lineal con la frecuencia? La onda se propaga con una velocidad constante a lo largo de la cuerda. Si pinchamos una cuerda de guitarra y soltamos, se forma una onda que se propaga por la cuerda y rebota en los puntos de sujeción.
Se propaga con una velocidad que depende de la tensión del pellizco y de la masa por unidad delongitud de la cuerda. A igualdad de pellizco la velocidad de la onda en una "prima"-la cuerda inferior de la guitarra y más delgada- no es igual a aquella con que se propaga en un "bordón".
Los elementos materiales de la cuerda se mueven perpendicularmente a ella, arriba y abajo, con velocidad variable dada por la ecuación de un movimiento vibratorio armónico simple, pero no se desplazan a lo largode ella. La onda se propaga por la cuerda con una velocidad constante que depende del impulso que se le aplica y del grosor de la cuerda.
Pellizquemos una cuerda. Ahora sólo se esta formando y se ha propagado a un pequeño elemento de cuerda. Veamos esto pormenorizadamente.
La tensión de la cuerda se puede suponer que tiene dos componentes uno vertical y otro horizontal.
Las componenteshorizontales se anulan al estar drigidos en sentidos opuestos y neutralizados por la sujeción de las cuerda. La componente vertical de la tensión acelera la masa de un pequeño trozo de la cuerda por donde se propagó la onda en un tiempo "t", muy pequeño (la parte inclinada de la figura).

La densidad lineal, m,es la masa total de la cuerda dividida por su longitud.
Suponiendo una densidad lineal m, dela cuerda representa una masa de cuerda a la que se propagó de m=m·v·t.
La onda se propaga con velocidad "v" y en el tiempo "t" recorre una distancia "v·t"
 
La velocidad de vibración vertical es variable como corresponde a un M.A.S. y es u=A w sen wt
La fuerza vertical comunica en ese tiempo un impulso hacia arriba al elemento de cuerda, trozo de masa mvt. , va a incrementar su cantidad...