Guión Práctica #12 "Velocidad Del Sonido"

MEDIDA DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
1. Objetivo de la práctica
Determinación de la velocidad del sonido (y la constante adiabática del aire) por medio de un tubo resonante.
2. Material
• Sistemaresonante compuesto de:
· Tubo de Pyrex de 23 mm de diámetro interior
· Embolo de PVC con contrapeso
· Regla milimetrada
· Altavoz tipo “woofer” con amplificador
• Oscilador electrónico defrecuencia variable
3. Teoría
Al producirse una vibración en el aire junto a la boca abierta de un tubo que tiene el otro extremo cerrado (similar a un tubo de órgano), las compresiones y dila- tacionessonoras se propagan por el aire del tubo y al llegar al extremo cerrado se reflejan en sentido contrario; recuérdese que las ondas sonoras son longitudinales. La interferencia de las ondas acústicasdirectas y reflejadas puede producir ondas estacionarias, con vientres donde el aire vibra con máxima amplitud y nodos donde el aire no se mueve. Para que ocurra esta situación de "resonancia en unacavidad" la longitud del tubo debe cumplir ciertas condiciones. En nuestro montaje, para ce- rrar el extremo del tubo opuesto al altavoz se utiliza un émbolo, de modo que resulte fácil variar la longitudutilizable del tubo L. En el émbolo (que actúa como extremo cerrado) se tiene que formar un nodo, puesto que la última capa de aire, en contacto con el émbolo, no puede vibrar; por otra parte, en laboca abierta del tubo las capas de aire son libres de oscilar y se forma un vientre. Estas condiciones de contorno (véase la Fig. 1) sólo pueden darse cuando los nodos y los vientres intermedios divi-den al tubo en un número impar de partes, cada una de longitud /4 (distancia vien- tre-nodo), siendo  = v/ la longitud de onda de las ondas sonoras (v es la velocidad del sonido en el aire y  lafrecuencia del mismo). Por tanto, si L es la longitud de la columna de aire (del tubo) en la que ocurren las ondas estacionarias, vendrá dada por:

L=(2K+1)=(2K+1)v ; K=0,1,2, ... (1) 4 4
Es...