Informe física ondas estacionarias

Ondas Estacionarias
RESUMEN
Durante el desarrollo de esta práctica de laboratorio se experimentó y estudió la creación de ondas estacionarias utilizando un vibrador con frecuencias definidas como pulsador, unas masas para crear tensión y una cuerda como medio de propagación. Utilizando los conceptos vistos y aprendidos en clases anteriores, por medio de los valores hallados, se encontraronlas frecuencias experimentales; se pudo comparar porcentualmente las velocidades de propagación de las ondas dadas por las ecuaciones experimentales y teóricas.
Palabras Clave: Ondas, pulsador, velocidad, nodos y antinodos.
ABSTRACT
During the development of this lab is experienced and studied the creation of standing waves using a vibrator to pushbutton defined frequencies, masses to createtension and a rope as a means of propagation. Using the concepts seen and learned in previous classes, through the values ​​found were found experimental frequencies could compare percentage rates wave propagation equations given by experimental and theoretical.
Keywords: Waves, button, speed, nodes and antinodes.
INTRODUCCIÓN
La velocidad de propagación de una onda depende del medio. La fórmulade la velocidad de propagación puede ser derivada de las Leyes de Newton, cuyo resultado es el siguiente:
v= Fμ
Ecuación 1. (Velocidad de Propagación Teórica)1
Donde F es la tensión a la que la cuerda está sometida, y μ es la densidad lineal de masa. Al producir la perturbación del medio (moviendo la cuerda hacia arriba y hacia abajo con un movimiento armónico simple)producimos un tren de ondas senoidales que se propaga a través de la misma. Denominamos a esta onda trasmitida como “transversal”, debido a que se cada punto de la cuerda se mueve en dirección perpendicular a la dirección en que se propaga la onda. Llamamos longitud de onda “L” a la distancia en el espacio en la cual la onda repite su forma (período “T”). Al propagarse la onda a lo largo de lacuerda, cada punto de la misma se mueve hacia arriba y abajo con un movimiento armónico simple y a una frecuencia “f”2. Durante un período (T=1/f) la onda se mueve una distancia equivalente a una longitud de onda3.
Al producir la perturbación en el caso de cuerdas fijas en ambos extremos se generan ondas que se propagan a través de la misma y se reflejan. Estas ondas reflejadas tienen idénticavelocidad y frecuencia pero son de sentido contrario. Como resultado de la interferencia de éstas ondas se produce lo denominado patrón de ondas estacionarias. Las frecuencias resultantes de este patrón son las llamadas frecuencias de resonancia del sistema.
Los objetivos para estas prácticas son, producir ondas estacionarias en una cuerda, medir la velocidad de propagación de las ondas en una cuerda yobservar el fenómeno de resonancia3.
Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Una onda estacionaria es el resultado de la superposición de dos movimientos ondulatorios armónicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos através de un medio. Estas permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilación para cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (antinodos) lo hacen con una amplitud devibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima. El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda3.

Figura 1. Nodos y antinodos.4
v= λf
Ecuación 2. (Velocidad de propagación Experimental)
Donde...