Modos Resultantes En Tubos
Introducción
Sabemos que una onda es una perturbación que se origina en un estado de equilibrio y se mueve o propaga con el tiempo de una región del espacio a otra.Si sobre una columna de aire contenida en un tubo aplicamos una perturbación, lográremos que las moléculas contenidas oscilen longitudinalmente; si el tubo está cerrado se forma una ondaestacionaria, la cual presenta nodos de interferencia destructiva y antinodos de interferencia constructiva, producto de la superposición de ondas que se desplazan en el tubo. Las frecuencias a las que seproducen estas ondas se denominan “frecuencias naturales” o “frecuencias de resonancia”.
Objetivos
Determinar los modos de vibración de ondas estacionarias en una columna de aire.
Determinar lavelocidad del sonido del aire.
Fundamento teórico
Si a una columna de aire contenida en tubo se le perturba produciendo una diferencia de presión en un extremo de la columna, la perturbación producidaviaja a lo largo de la columna de aire con una rapidez equivalente a:
………… (1)
Donde es la densidad del aire y B es el módulo de compresión volumétrico.
La diferencia de presión origina una ondalongitudinal estacionaria, cuyo desplazamiento es periódico, es decir; se repite con cierta frecuencia v
Cuando las ondas están confinadas en el espacio, se producen reflexiones en ambos extremos y porconsiguiente existen ondas moviéndose en ambos sentidos, las cuales se combinan de acuerdo al principio de superposición.
La relación entre la longitud de laonda , la velocidad V y la frecuencia v es:
V=………… (2)
Si ajustamos la longitud de la columna de aire podemos conseguir que las ondas interfieran de tal manera que se cancelan una con la otra, enciertos puntos (n1,n2,n3,…), a los cuales se les conoce como nodos. Ahora en los puntos intermedios las ondas se refuerzan haciendo que la columna de aire vibre con una amplitud máxima, a estos puntos...
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