Documento 5

Laboratorio Ondas Estacionarias en el aire
Grupo 3
Profesor Cesar castellanos.

Objetivo
El propósito de esta practica es determinar la velocidad del sonido de las ondas en el aire. Para ello,se utiliza un emisor y receptor de ondas. El emisor se excita con una señal sinusoidal de frecuencia f determinada. Tanto el emisor como el receptor se conectan a un osciloscopio de doble canal, elcual registra ambas señales en función del tiempo. A partir de las mediciones de distancia x entre el emisor-receptor para cuando las señales se encuentran en fase en función del orden para los que secumple esta condición, se determina la velocidad de las ondas.
Resumen teórico
Una onda plana ya sea mecánica o electromagnética que se propaga a lo largo del eje x con velocidad v y amplitud A sepuede describir por la siguiente ecuación
y(x,t) = Asin(kx−ωt + ϕ) = Asin2π[x/λ −t/T+ ϕ] (1)
donde λ y T representan los periodos espacial y temporal de la onda y se miden en metros y segundosrespectivamente. Estas dos cantidades se relacionan con la velocidad v de propagación de la onda
mediante la expresión v = λ
T . Además, se cumple que ω = kv, donde k = 2π
λ es el número de onda.
Lacantidad kx−ωt + ϕ se denomina la fase de la onda, se mide en radianes y es una función
de la posición x y el tiempo t. La cantidad ϕ se denomina la fase inicial de la onda. Consideremos dos puntos delespacio P1 y P2 ubicados a lo largo de la dirección de propagación de la onda con coordenadas x1 y x2 respectivamente. Las fases de la onda en estos puntos vienen dadas por φ1 = kx1 −ωt + ϕ y φ2 = kx2−ωt + ϕ; y por tanto la diferencia de fase ∆φ = φ2 −φ1 es
∆φ = k(x2 −x1) =
2π λ
∆x (2)
donde ∆x = x2 −x1. En particular, si la diferencia de fase entre los puntos P2 y P1 es un múltiplo
entero de2π, entonces de la anterior expresión se sigue que
∆x = nλ (3)





donde n = 0,1,2,3.... De esta expresión se sigue que la relación entre ∆x y n es lineal y que la pendiente de la línea recta es...