onda sonora

KjLaboratorio de Física General
Primer Curso
(Ondas mecánicas)

MEDIDA DE LA VELOCIDAD DEL SONIDO
Fecha: 07/02/05

1.

Objetivo de la práctica
Determinación de la velocidad del sonido (y laconstante adiabática del aire)
por medio de un tubo resonante.

2.

Material
• Sistema resonante compuesto de:
· Tubo de Pyrex de ∼23 mm de diámetro interior
· Embolo de PVC con contrapeso
·Regla milimetrada
· Altavoz tipo “woofer” con amplificador
• Oscilador electrónico de frecuencia variable

Contrapeso
Tubo de Pyrex
Regla milimetrada

Embolo

Altavoz

OsciladorVelocidad del sonido, 1 de 4

3.

Teoría
Al producirse una vibración en el aire junto a la boca abierta de un tubo que

tiene el otro extremo cerrado (similar a un tubo de órgano), las compresionesy
dilataciones sonoras se propagan por el aire del tubo y al llegar al extremo cerrado
se reflejan en sentido contrario; recuérdese que las ondas sonoras son
longitudinales. La interferencia de lasondas acústicas directas y reflejadas puede
producir ondas estacionarias, con vientres donde el aire vibra con máxima amplitud y
nodos donde el aire no se mueve. Para que ocurra esta situación"resonante" la
longitud del tubo debe cumplir ciertas condiciones. En nuestro montaje, para cerrar
el extremo del tubo opuesto al altavoz se utiliza un émbolo, de modo que resulte fácil
variar lalongitud utilizable del tubo L. En el émbolo (que actúa como extremo
cerrado) se tiene que formar un nodo, puesto que la última capa de aire, en contacto
con el émbolo, no puede vibrar; por otra parte,en la boca abierta del tubo las capas
de aire son libres de oscilar y se forma un vientre. Estas condiciones de contorno
(véase la Fig. 1) sólo pueden darse cuando los nodos y los vientresintermedios
dividen al tubo en un número impar de partes, cada una de longitud λ/4 (distancia
vientre-nodo), siendo λ = v/ν la longitud de onda de las ondas sonoras (v es la
velocidad del sonido en el aire...