Fisica 1



Laboratorio de Física I
Práctica Nº5
‘‘EXPERIENCIA DE MELDE-MOVIMIENTO ARMÓNICO FORZADO”
INFORME
Integrantes del Grupo:
LÓPEZ YANGALI, Carlos
MARIN CHIPANA, Ángel
Grupo: C15 -1-B

Profesor: Silvia Espinoza Suárez
Semana 5
Fecha de realización: 5 de octubre
Fecha de entrega: 12 de octubre
2010 – II



EXPERIENCIA DE MELDE-MOVIMIENTO ARMÓNICO FORZADO
Introducción
En estaquinta sesión de laboratorio nuestro trabajo se centró en realizar dos experiencias, la primera fue la experiencia de Melde para lo cual usamos dos nuevas herramientas el String Vibrator (vibrador) y el Sine Wave Generator (generador de ondas) los cuales fueron de gran importancia para el desarrollo esta donde estudiamos las ondas estacionarias y la relación existente entre la tensión, número desegmentos y frecuencia de oscilación, así también la densidad lineal de la cuerda. En nuestra segunda experiencia estudiamos el movimiento armónico forzado donde variamos la frecuencia del oscilador alrededor de la frecuencia natural del sistema masa-resorte.
En el presente informe se muestra con más detalle el desarrollo de ambas experiencias con el uso de tablas y gráficas las cuales nos fueron degran ayuda para lograr los siguientes objetivos.
Objetivos
Determinar la relación entre la tensión en la cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria de forma experimental.
Determinar la relación entre la frecuencia de oscilación de la cuerda y el número de segmentos de la onda estacionaria de forma experimental.
Calcular la densidad de la cuerda de forma teórica y experimental.Investigar el movimiento de un sistema masa-resorte que oscila próximo a su frecuencia natural.
Fundamentos teóricos
Ondas estacionarias
Se denomina onda a toda perturbación que se origina en un estado de equilibrio y que se mueve o se propaga con el tiempo de una región del espacio a otra. En el centro de este tipo de perturbación no hay un transporte de materia; debe entenderse que es estala que se traslada de un punto a otro.
En general un número entero de semi longitudes de onda, es decir, si consideramos un cuerda de longitud L, se puede originar ondas estacionarias en la cuerda para vibraciones de diferentes frecuencias, todas aquellas que produzcan ondas de longitudes 2L/1,2L/2,2L/3,…etc.
De la relación:

Donde v e la velocidad de propagación de la onda.
La densidadlineal será la masa del hilo por unidad de longitud:

Despejando la velocidad y reemplazando las posibles longitudes de onda correspondientes a las frecuencias de vibración, se tiene:

Donde n representa a cualquier número de longitud de onda.
La velocidad de la onda viajando en el hilo también depende de la tensión T en el hilo y la densidad lineal del mismo, según:

Igualando las expresionespara una misma velocidad y resolviendo para la tensión, se tiene:

El cálculo de la densidad lineal, se puede calcular en una grafica T vs 1/n2, sabiendo que la longitud del hilo y la frecuencia de vibración se mantienen constantes. De igual modo si la tensión se mantiene constante y despejando la frecuencia, se tiene:

Una gráfica frecuencia f vs número de antinodos n, resultará en una líneacuya pendiente puede usarse para calcular la densidad del hilo.
Despejando la densidad lineal


Materiales y equipos de trabajo
Computadora personal con programa Data Studio instalado
Interfase POWER Link
String Vibrator
Sine Wave Generator
Sensor de movimiento
Sensor de fuerza
Resortes
Cuerda
Varillas
Pies soporte
Polea
Pesas con porta pesas
Regla metálica
BalanzaProcedimientos
Experiencia de Melde
En esta experiencia nuestro objetivo fue calcular la densidad de la cuerda, de manera experimental, para luego compararlo con la densidad hallada teóricamente y calcular el porcentaje de error.
Para ello utilizamos dos nuevas herramientas, un vibrador y un generador de ondas.
Inicialmente calculamos la densidad de la cuerda mediante la siguiente fórmula:...