laboratorio 3 ondas

ONDAS TRANSVERSALES EN UNA CUERDA


Facultad de Ingeniería Eléctrica-Electrónica
Universidad Pontificia Bolivariana de Medellín. Colombia
Centro de ciencia básica- área de Física


RESUMEN

A partir del trabajo con ondas mecánicas longitudinales en un tubo semicerrado se calculara experimentalmente y a partir de modelos matemáticos se deduce la velocidad de las ondas sonaras en unacolumna de aire la cual depende directamente de la temperatura, se adquirieron datos de un osciloscopio particularmente para indicar la máxima amplitud la cual representa los antinodos de la onda sonora, esto variando un embolo con una longitud de columna de aire efectiva.

Palabras clave ondas sonoras, columna de aire, campo de presión, ondas longitudinales

ABSTRACT

Since work withlongitudinal mechanical waves in a tube and semi be calculated experimentally from mathematical models speed follows will sound waves in the air column which is dependent directly of the temperature, were acquired data on an oscilloscope to indicate the maximum amplitude particularly which represents the sound wave antinodes, this varying a length plunger with a of column of air effectively.
 Keywords sound waves, air column pressure field, longitudinal waves


1. INTRODUCCIÓN
Una onda es una perturbación que avanza o se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales: mecánicas porque necesitanun medio material para su propagación y longitudinales porque las partículas del medio actúan en la misma dirección en la que se propaga la onda. Pueden propagarse en medios sólidos, líquidos y gaseosos. La propagación de una onda sonora consiste en sucesivas compresiones y dilataciones del medio de propagación, producidas por un foco en movimiento vibratorio. Al paso de la onda el medioexperimenta variaciones periódicas de presión.  Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Se consideran como características del sonido la intensidad, el tono y el timbre. La intensidad de una onda sonora es la potencia con que actúa la misma sobre la unidadde área normal a la dirección de propagación. Para que una onda sonora se escuche, es necesario que su intensidad supere un valor mínimo llamado umbral de audición; los sonidos cuya intensidad sea menor que el umbral, no son perceptibles por el oído. El tono es una propiedad que depende de la frecuencia de las oscilaciones que produce la onda sonora. A las mayores frecuencias corresponden los tonos másaltos o agudos, y a las menores los tonos más bajos o graves. El oído es mucho más sensible a las variaciones de tono que de intensidad. Se llama timbre a la cualidad del sonido que nos permite diferenciar entre tonos iguales, los que están producidos por fuentes sonoras distintas.

2. MODELO TEORICO
Una onda sonora dentro de un gas se puede interpretar como las variaciones del campo depresión (Δp) alrededor de un valor determinado de presión, que por lo general corresponde a la presión atmosférica.
El aire dentro de un tubo forma una columna que puede transportar una onda sonora, donde Δp a lo largo de la columna puede variar, sin necesidad de un agente externo, solo con ciertas frecuencias. Estas frecuencias se denominan frecuencias propias o naturales de la columna de aire. Si lacolumna de aire es de extremos abierto-cerrado, las frecuencias son:

Donde v es la magnitud de la velocidad del sonido en el gas y L es la longitud efectiva de la columna. Para un gas ideal, a temperatura T se tiene que:

Donde .
Cuando la onda avanza en la dirección del tubo se encuentra con el extremo cerrado, lo cual permite que se superpongan la onda incidente con la onda...