Cuerda Vibrante

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN |
CUERDA VIBRANTE |
Informe de Laboratorio de Física II |
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PRESENTADO POR: Naysha Geomara Laura Cueva
CODIGO: 2010-34729
Para los experimentos realizados, se hizo un montaje con una cuerda fija por dos extremos: un oscilador por un lado, y por el otro por una polea con una masa colgante; se incremento la masa colgante, y lafrecuencia de vibración de la cuerda con el fin de observar el comportamiento de la tensión, la velocidad, y la longitud de onda a partir de obtener los modos fundamentales o husos. |
DOCENTE: Mgr. Jesús Chacaltana García


INTRODUCCIÓN

El estudio de las cuerdas vibrantes tiene una larga historia. Naturalmente, la razón consiste en el empleo musical, desde tiempo inmemorial, de cuerdas tensas.Nos interesan aquí, sin embargo, no los efectos musicales sino el hecho mecánico básico de que una cuerda, con ambos extremos fijos, tienen un número de estados de vibración natural bien definidos, dichos estados se denominan vibraciones estacionarias, en el sentido de que cada punto de la cuerda vibra transversalmente con un movimiento armónico simple de amplitud constante, cuya frecuencia devibración es la misma para todas las partes de la cuerda.
Dichas vibraciones estacionarias representan lo que se denominan modos normales de la cuerda. En todos ellos, excepto en el inferior, existen puntos en que los desplazamientos permanecen nulos en todo instante. Estos son los nodos; las posiciones de amplitud máxima se denominan antinodos. Uno puede pensar así que estos estados básicos devibración son estacionarios en el sentido adicional de que los nodos permanecen en puntos fijos sobre la cuerda.

I. OBJETIVOS:

Determinar la relación entre la tensión y la longitud de onda en una cuerda vibrante.

II. EQUIPO Y MATERIALES:

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* Cuerda
* Generador de ondas
* Polea
* Regla graduada
* Balde pequeño
* Pesas

III. FUNDAMENTO TEORICO:
Enesta experiencia se estudia la aparición de ondas estacionarias en una cuerda tensa sujeta por sus dos extremos en función de la tensión aplicada a la misma. Se analizan los diversos parámetros que intervienen en la aparición de ondas estacionarias en la cuerda como son la frecuencia de excitación f, la densidad lineal de masa de la cuerda, la tensión aplicada T y la longitud L de la cuerda. Todosestos parámetros tendrán un valor fijo en la experiencia, dejando como único parámetro variable la tensión o fuerza aplicada T.
Para la realización de la experiencia se dispone de una cuerda de longitud L, uno de cuyos extremos está sujeto a un dinamómetro que nos indica la tensión T aplicada a la cuerda. El otro extremo se halla sujeto a un motor que produce un movimiento de vibración de pequeñaamplitud (de modo que se puede considerar un extremo fijo) y de frecuencia f. Esta vibración se propaga a lo largo de la cuerda hasta el otro extremo donde resulta reflejada. La onda reflejada se propaga ahora en sentido opuesto, con lo cual en cada punto de la cuerda se produce la superposición o interferencia de la onda incidente y de la onda reflejada. Bajo ciertas condiciones estasuperposición genera un estado de vibración especial de la cuerda, que recibe el nombre de onda estacionaria.
A pesar de lo que su nombre pudiera indicar, las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino modos de vibración de la cuerda. En el estado de onda estacionaria tenemos que cada punto de la cuerda se encuentra vibrando a la misma frecuencia f pero con distinta amplitud, encontrándose una seriede puntos, los nodos, cuya amplitud de vibración es nula, y otra serie de puntos, los vientres, cuya amplitud de oscilación es máxima. Se tiene que la distancia entre dos nodos consecutivos es igual a media longitud de onda /2 de la onda estacionaria.
La relación entre una y otra magnitud se explica en la sección dedicada al estudio de las ondas transversales en una cuerda sometida a una...