FISICOQUIMICA


Oscilaciones de una cuerda tensa
Oscillations of a stretched string


RESUMEN
Las ondas estacionarias son los modos de vibración de una membrana o de una cuerda. En una cuerda con ondas estacionarias, hay efecto de la superposición de ondas que al cruzarse dan lugar a que determinados puntos de la cuerda estén estacionarios, haciendo así que algunos pasen por diferentes estados devibración y otros alcancen estados de vibración máximos. Al variar la masa del cuerpo que cuelga, hay un cambio en la fuerza de tensión de la cuerda, haciendo así que la velocidad de las ondas de la cuerda cambien, lo mismo sucede al evaluar los parámetros longitud y densidad.

PALABRAS CLAVES: Armónicos, ondas estacionarias, oscilaciones, modos normales de vibración.

ABSTRACT
Standing waves are themodes of vibration of a membrane or a rope.
There is effect of superposition of waves in a rope with stationary waves, that cross will give rise to certain points of the rope are stationary, doing so some go through different States of vibration and others achieve maximum vibration States. To vary the mass of the body hanging, there is a change in the force of tension of the string, doing sochange the speed of the waves of the rope, the same applies to assess parameters length and density.

KEYWORDS: Harmonic, standing waves, oscillations, normal modes of vibration.

LAURA MELISSA ROBLEDO VÉLEZ
Código: 1088287105
Estudiante de Tecnología Química
Universidad Tecnológica de Pereira
Lauritav91@hotmail.com

JUAN SEBASTIAN ZULETA
Código: 1088302400
Estudiante de IngenieríaMecánica
Universidad Tecnológica de Pereira
zulesebas@hotmail.com

FRANCISCO JAVIER CATAÑO ALZATE
Laboratorio de Física III
Grupo 10
Subgrupo 3
Horario: martes de 16:00 a 18:00





1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS

Con la práctica realizada se pretendió determinar los modos normales de vibración de una cuerda fija en sus extremos, además comprobar la relación de la frecuencia en estado deresonancia respecto a la longitud, la tensión y la densidad.
También se plantea determinar la densidad de la cuerda.

Cuando dos trenes de onda de la misma frecuencia, velocidad y amplitud, viajan en sentidos opuestos, la superposición de ellos da lugar a ondas estacionarias. Una de las características más importantes de estas ondas es el hecho de que la amplitud de la oscilación no es lamisma para diferentes puntos, sino que varía con la posición de ellos. Hay puntos que no oscilan, es decir, tienen amplitud cero; dichas posiciones se llaman nodos.
También hay puntos que oscilan con amplitud máxima; esas posiciones se llaman antinodos. [1]

2. MARCO TEORICO
Las ondas estacionarias son el resultado de una superposición de ondas transversales al reflejarse, debido a que el extremodel medio donde se propagan es fijo. Las características de cada onda transversal propagada en una cuerda son su velocidad, amplitud y su frecuencia (f); y estarán afectadas por la constante que define la densidad lineal de la cuerda.
(1)
T = tensión de la cuerda.
Se puede definir longitud de onda como la distancia mínima entre dos puntos sobre una onda quese comporta idénticamente. La frecuencia de estas ondas periódicas es definida como la tasa en el tiempo a la cual la perturbación se repite a sí misma, creando así las ondas, estas viajan con una velocidad específica, la cual depende de las propiedades del medio perturbado[2].
En una cuerda fija en ambos extremos, se pueden formar ondas estacionarias de modo que siempre los puntos extremos sonnodos. La cuerda puede oscilar con distintas formas denominadas modos de vibración, con nodos entre sus extremos, de esta manera las longitudes de onda λ correspondientes a las ondas estacionarias cumplen con la siguiente relación:

(2)

Donde L es el largo de la cuerda y n = 1, 2, 3,... son los armónicos.


Figura 1. Armónicos de las ondas
La velocidad de propagación...