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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL
SEMESTRE A-2013














ONDAS LONGITUDINALES ESTACIONARIAS
TUBO DE KUNDT.











Grupo N° 5
Alexander Pesci V.25.034.284
Sección 5
Fecha de realización 11/04/2013
Fecha de entrega 25/04/2013OBJETIVOS
Estudiar las ondas estacionarias longitudinales por el método del tubo de Kundt.
Determinar la velocidad del sonido en una varilla metálica.
Determinar el módulo de elasticidad de la varilla.

EQUIPOS
Cinta métrica. A = 0,1cm R = (0,0 → 300,0)cm
Termómetro. A = 0,1°C R = (RANGO DEL TERMO
Balanza. A = 0,01g R = (0,00 → 300,00)g
Vernier. A = 0,001cm R = (0,000 → 15,300)cmTubo de vidrio.
Varilla metálica.
Soporte.
Polvo seco de corcho.
Estopa.
Prensas.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. Existen dos tipos de ondas: mecánicas y electromagnéticas; las primeras se originan por vibraciones en torno de su posición deequilibrio de los elementos constitutivos de la materia.
Las ondas mecánicas pueden ser longitudinales o transversales, según la vibración sea en la misma dirección de la onda, o perpendicular.
Las fuerzas de ligazón del material y la ley de elasticidad de Hooke (F = -κd) jugará un papel importante para explicar qué permite la propagación de la perturbación y que las vibraciones sean de tipoarmónico simple. La posición de una partícula que vibre transversalmente, de manera armónica simple, está representada por:
(1.1)
Donde: α es la amplitud de la onda, κ es número de onda y ω es la frecuencia angular.
λ = Longitud de la onda, distancia entre dos puntos consecutivos en fase.
T = Período, intervalo de tiempo entre dos crestas, o valles, sucesivos.
f = Frecuencia, número deoscilaciones que realiza cada partícula en un segundo.

Si la onda se refleja sobre si misma al chocar con un obstáculo que impide su propagación y se genera una onda reflejada, ambas ondas originarán una perturbación resultante representada por:

Tomando en cuenta la propiedad trigonométrica:
(1.2)
La ecuación 1.2 representa una onda estacionaria, éstas son ondas en las cuales ciertospuntos, llamados nodos, permanecen inmóviles.
El término 2αsen(κx), representa a la amplitud de la nueva onda formada.
Cuando sen(κx) = ±1, se tienen puntos de máxima amplitud (V), separados entre sí por una distancia igual a media longitud de onda.
Cuando sen(κx) = 0, se tienen los nodos (N), también separados por media longitud de onda.

Entre dos nodos la amplitud de vibración aumentahasta llegar al máximo y después disminuye hasta cero. Todos los puntos entre dos nodos vibran en concordancia de fase. En todo momento, la vibración es en forma sinusoidal y no se propaga, de aquí su nombre de ondas estacionarias.

La velocidad de propagación de una onda, suponiendo una propagación rectilínea y uniforme, viene dada por la relación: (1.3)
Las perturbaciones originadas enla varilla son longitudinales, y la velocidad en la varilla está dada por: (1.4)
Si la varilla se fija en su punto medio se obtiene la vibración fundamental, tendrá un nodo en ese punto y su longitud de onda será la máxima: (1.5)
Lv es la longitud de la varilla.
Las perturbaciones del aire se transmitirán al aire contenido en el tubo y por lo tanto la velocidad del sonido en el airetambién estará dada por la ecuación 1.3, quedando:
(1.6)
La velocidad de propagación del sonido en el aire depende de la temperatura y presión del medio. Para tomar en cuenta sólo la dependencia de la temperatura se utiliza:
(1.7) donde: t = temperatura es °C y V0 = 33130cm/s.
Si se la vibración que se propaga en el aire dentro del tubo tiene una frecuencia igual a la frecuencia de la...