Cuerdas vibratorias

PROLOGO

En el presente informe de física trataremos el tema de cuerdas vibrantes, un caso de onda estacionaria, utilizando para ello un modelo dinámico que nos permita visualizar los vientres, nodos a raíz de una fuente de corriente continua que hará vibrar a una cuerda.

En este experimento se analizará cómo están vinculados los elementos de la onda estacionaria tales como: frecuencia,densidad lineal y longitud de onda, a la vez que se hará un estudio de la relación fuerza velocidad y de la energía de una onda.

Cabe resaltar también que este trabajo, se fundamenta siguiendo leyes físicas y matemáticas las cuales se demostraran mediante formulas y para un mejor entendimiento, se utilizará herramientas de ajuste de curvas para así esperar un resultado ideal.

INDICE

PROLOGO1
1. OBJETIVOS 3
2. ESQUEMA GRAFICO DEL INSTRUMENTAL 3
4. HOJA DE DATOS 5
3. FUNDAMENTO TEORICO 6
5. CALCULOS Y RESULTADOS 13
6. CONCLUSIONES 15
7. RECOMENDACIONES 15
8. OBSERVACIONES 16
9. APENDICE 17
10. BIBLIOGRAFIA 19

1. OBJETIVOS

• Comprender el movimiento oscilatorio en una cuerda.
• Analizar experimentalmente la relación que existe entre la frecuencia, tensión,densidad lineal y longitud de onda de una onda estacionaria en una cuerda tensa.
• Determinar gráficamente los puntos donde se localiza la mayor energía cinética y potencial respectivamente.

2. ESQUEMA GRAFICO DEL INSTRUMENTAL

Prensa con polea [pic]

Regla [pic]
Pesas [pic]

Cuerda [pic]

PROCEDIMIENTO
• Pesar la cuerda, el balde y laspesas y medir la longitud de la cuerda.
• Poner el generador de ondas sobre la mesa y adherir la polea al borde de la mesa de tal manera que se encuentren al mismo nivel.
• Unir un extremo de la cuerda al generador de ondas y el otro extremo al balde, luego colocar la cuerda sobre la poleada tal manera que el generador de ondas se encuentre sobre la mesa y el balde suspendido en elaire.
• Colocar una determinada pesa en el balde y activar el generador luego anotar el número de armónicos que se forman en la cuerda desde el extremo que esta unido al generador hasta el punto de contacto con la polea tratando que el primer nodo se encuentre en el extremo del generador, desactivar el generador de ondas y medir la cuerda en donde se formaron los armónicos.
• Repetir elmismo proceso con diferentes pesas.

4. HOJA DE DATOS

3. FUNDAMENTO TEORICO

Cuerdas Vibrantes

Las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino los distintos modos de vibración de una cuerda, una membrana, etc. Son ondas que resultan de la superposición de ondas de propagación que mantienen una interferencia constante dando un nuevo patrón de onda.
[pic]
En primer lugar, vamos aencontrar los modos de vibración de una cuerda mediante una experiencia virtual. Una cuerda horizontal está sujeta por uno de sus extremos, del otro extremo cuelgan pesas. Una aguja sujeta al centro de la membrana de un altavoz atraviesa la cuerda y le comunica la vibración. Se conecta el altavoz a un generador de ondas y la membrana vibra.
Disponemos de un sistema oscilante, de la cuerda, y de lafuerza oscilante proporcionada por la aguja. Cuando la frecuencia de la fuerza oscilante, la que marca el generador, coincide con alguno de los modos de vibración de la cuerda, la amplitud de su vibración se incrementa notablemente: estamos en una situación de resonancia.
Esta experiencia simulada, difiere de la experiencia de laboratorio, en que no cambiamos la tensión de la cuerda sino lavelocidad de propagación de las ondas. En la práctica es lo mismo porque están relacionadas, pero en el laboratorio real el generador de ondas tiene una frecuencia de oscilación que fijamos al iniciar la práctica y nosotros, mientras la cuerda vibra, tiramos con distinta fuerza de ella con lo que variamos la v de propagación de la onda.
La relación entre una y otra magnitud se explica en la sección...