informe de onda estacionaria






ÍNDICE
PÁG
OBJETIVO……………………………………………………………….3

FUNDAMENTO TEÓRICO………………………………………..4

DESARROLLO DEL EXPERIMENTO ………………………..7

CUESTIONARIO………………………..…………………………..10

OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES ……………………..20

RECOMENDACIONES Y BIBLIOGRAFIA…………………..21

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

1.- OBJETIVOS:
-Estudiar y analizar las características de lasondas estacionarias producidas en una cuerda.
-Relacionar la velocidad de onda, la densidad lineal de la cuerda, la frecuencia de oscilación (ó longitud de onda) y la tensión de la cuerda.
-Determinar experimentalmente la frecuencia de vibración de los armónicos de diferentes órdenes.
2.-EQUIPOS Y MATERIALES:
-Un generador de funciones 12V.AC.Marca Leybold Didactic GMBH.
-Un motor de 3 V.Marca Leybold Didactic GMBH.
- Un medidor de frecuencia (multimetro marca PeakTech3340 DMM)
-Un adaptador AC/AC 4123
-Una wincha de 5 metros de longitud
-Una masa de 50 gramos
-10 masas (arandelas) de 7.5g aproximadamente
- Un porta pesa de 50 gramos aproximadamente
-Un clamp con polea incorporada
- Una cuerda inextensible de 2m aproximadamente






3.-FUNDAMENTO TEORICO:
Si unacuerda sometida a cierta tensión F se somete a una vibración transversal, perpendicular a la misma, la perturbación producida viaja a lo largo de la cuerda con una velocidad equivalente a:


Donde es la densidad lineal de la cuerda
Cuando el desplazamiento es periódico, es decir se repite con cierta frecuencia v, se produce una onda transversal que viaja a lo largo de la cuerda FiguraN°1:
















L a relación entre la longitud de la onda, la velocidad y la frecuencia es:
V= ….. (2)









Cuando las ondas están confinadas en el espacio, como en la figura N°2 se reproducen flexiones en ambos extremos y, por consiguiente, existen ondas moviéndose en los sentidos que se combinan de acuerdo al principio de superposición. Para unacuerda determinada, existen ciertas frecuencias para las cuales la superposición de un esquema vibratorio estacionario denominado ONDA ESTACIONARIA. Si ajustamos la tensión de la cuerda podemos conseguir que ambas ondas interfieran de tal manera que se cancelen una con la otra, en cierto puntos (N1, N2, N3,…….) conocidos como Nodos, donde hay vibración.









Ahora bien, en lospuntos intermedios las dos ondas se refuerzan haciendo que la recta vibre con una amplitud máxima. Estos puntos intermedios son los Antinodos o Vientres.
Para ciertas condiciones dadas, los Nodos y loa Antinodos son puntos fijos en la cuerda, llamándose onda estacionaria. La cuerda podrá vibrar como mínimo con un número distintos de antinodos siempre y cuando se ajuste la tensión a un valoradecuado.
Es fácil ver que la distancia entre dos nodos sucesivos es . Si el número de antinodos es n y L es el largo de la cuerda, es evidente que:
………. (3)

Sustituyendo la ecuación (3) en la ecuación (2) nos da como resultado la velocidad de la onda:
………(4)
Reemplazando (4) en (1) se tendrá:
…………. (5)
donde: n=1,2,3,……..
Si un extremo de la cuerda es mantenido fijo y el otroextremo atado a un vibrador, tal que su dirección de vibración es perpendicular a la dirección de la cuerda, se producirán ondas elásticas que viajaran a lo largo de la cuerda con la velocidad V de la ecuación (1), en los extremos fijos las ondas serán reflejadas. Si la tensión y la longitud son ajustadas tal que exista un número entero de semi-longitudes de onda en la cuerda, se formarán ondasestacionarias, es la densidad lineal de la cuerda.






4.-PROCEDIMIENTO:
A) MANTENIENDO LA MASA CONSTANTE (TENSIÓN CONSTANTE):
1.- Mida la longitud total de la cuerda (LT) y la masa total (MT) de la cuerda y calcule la densidad lineal () de la cuerda:



2.- Instalar el equipo experimental como se muestra en la figura N°4. Para ello conectar el motor sobre el generador de...