lab ondas estacionarias

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA
Facultad de Ingeniería
Programa de Ingeniería Civil

PRÁCTICA#4 " ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA"

Santander A.1 ,Villalba L.1, Rangel A.1, Villafañe M.1 , Girón M. 2.

1Estudiantes de Ingeniería Civil
2Docente de Laboratorio de física.


RESUMEN: En ésta práctica se provocó una serie de ondas estacionarias en una cuerda mediante un oscilador el cualestaba sujeto de un extremo ya un metro de distancia, la cuerda pasaba por una polea del cual colgaba un porta pesas y en cuatro situaciones se le fue añadiendo distintas masas con el fin de obtener las frecuencias experimentales dadas por un generador de señal al formar un, dos y hasta cuatro vientreso antinodos en la onda con cada masa, respectivamente. Por otro lado se calculó teóricamente lasfrecuencias de cada caso, se compararon y se halló el porcentaje de error de éste experimento.
PALABRAS CLAVES: Ondas estacionarias, vibraciones, vientres o antinodos, frecuencia, cuerda, oscilador, generador de señal.
ABSTRACT: In this practice a series of standing waves in a string caused by an oscillator which was subject to one end and one meter away, the rope passed through a pulley which hunga weight rack and he went four situations adding different masses in order to obtain the experimental frequencies given by a signal generator to form one, two and even four bellies or the wave antinodes with each mass, respectively. Furthermore theoretically calculated frequencies of each case were compared and the error rate of this experiment was found.
KEYWORDS: Stationary waves, vibration,bellies or antinodes, frequency, rope,   oscillator, signal generator.
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INTRODUCCION
Las ondas estacionarias son aquellas ondas las cuales sus nodos permanecen inmóviles. Este tipo de ondas se forman al producir la perturbación en un extremo de un medio (para el caso en el que se trabajó una cuerda), al llegar la ondaal otro extremo esta sufre una reflexión y viaja en sentido contrario con la misma amplitud y con la misma frecuencia, lo cual da origen a una onda estacionaria. De estas ondas se deduce la siguiente ecuación:

Donde es la frecuencia de la onda; es la longitud de la cuerda; es la fuerza aplicada en la cuerda, para este caso es igual a la masa por la gravedad; y es igual a la densidadlineal.
En este caso, las oscilaciones de la cuerda pueden ser de diferentes formas o modos, según sea la frecuencia con la que oscile la cuerda. A estas formas de oscilar se les llama modos normales de oscilación o armónicos.
El primer modo normal de oscilación, recibe el nombre de modo fundamental cuya longitud de onda es igual que la longitud L de la cuerda. Para los demás modos estos dependen dela siguiente fórmula:

Donde n será el número de modos y λ la longitud de onda, los valores de λ para cada n se muestran a continuación:

Ilustración Modos de oscilación
El objetivo de esta práctica fue el de hallar la frecuencia que generó los distintos modos de oscilación y así compararlos con los valores teóricos para tener el porcentaje de error.
PROCEDIMIENTO Y MATERIALES
Losmateriales que se utilizaron para la práctica de laboratorio fueron:
Hilo Nailon
1 polea
1 oscilador
1generador de señal
1 porta pesas
Masas
Regla graduada
Cables conectores

Para la realización del presente laboratorio se armó un sistema empleando un oscilador, el cual producía un tren de ondas senoidales a una cuerda (hilo nailon), ésta a un metro de distancia pasaba por una polea de la cualcolgaba un porta pesa al que se le agregó cuatro masas distintas para tensionar la cuerda y el generador de señal arrojaba la frecuencia experimental de la cuerda al formar ondas estacionarias de 1 hasta 4 vientres o antinodos.
Por otro lado para calcular la frecuencia teórica se tuvo en cuenta la densidad lineal de cuerda y luego se comparó con la frecuencia experimental obteniendo asi un...