Ondas Estacionarias En Una Columna De Aire

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA COLUMNA DE AIRE

Stationary waves in an air column

RESUMEN Las ondas estacionarias en una columna de aire confinado en un tubo se producen por la superposición de ondas longitudinales incidentes y reflejadas en el interior del mismo en estado de resonancia.Lo realizado en esta práctica, fue, mediante el osciloscopio y el generador de señales, tomar un tuboabierto y uno cerrado y con ello, identificar los modos de vibración en sus respectivas columnas de aire, observar cómo cambian los armónicos al pasar de un tubo cerrado a uno abierto y hacer los respectivos cálculos para optimizar la toma de datos.PALABRAS CLAVES: Columna de aire, reflejo, osciloscopio, ondas, resonancia, señales, tubo.

ABSTRACT The stationary waves in an air column into a tubeare produced by the superposition of longitudinal waves, incident and reflected in its interior in a resonance state.What we did in this practice, was, with the oscilloscope and the signs generator, to take an open and a closed tube and, with it, identify the vibration modes in its respective air columns, watch how changes the harmonics from an open tube to a closed tube and to make all therespective calculus to optimize the dates take.

KEYWORDS: Air column, reflect, oscilloscope, waves, resonance, signs, tube.

1. OBJETIVOS

* Identificar los distintos modos de vibración de las columnas de aire en un tubo abierto y cerrado.
* Medir la velocidad del sonido en el aire.

2. INTRODUCCION
 

Los tubos de caña o de otras plantas de tronco hueco, constituyeron losprimeros instrumentos musicales. Emitían sonido soplando por un extremo, el aire contenido en el tubo entraba en vibración emitiendo un sonido. El chorro de aire interacciona con la columna de aire contenida en el tubo. Las ondas que se propagan a lo largo de la corriente turbulenta mantienen una oscilación uniforme en la columna de aire haciendo que el tubo suene.

Las ondas estacionariasasociadas con la resonancia en una columna de aire, han sido estudiadas principalmente, en términos del desplazamiento del aire en la columna. También pueden ser visualizadas en términos de las variaciones de presión en la columna. Un nodo de desplazamiento es siempre un antinodo de presión y viceversa. Cuando se ve el aire en los alrededores de un nodo, el movimiento del aire será alternativamenteapretándose hacia ese punto y expandiéndose lejos de él, haciendo que la variación de la presión sea máxima. Este punto de vista de los modos resonantes en términos de ondas de presión, hace que sea más fácil de ver por qué el extremo de la boquilla de un instrumento de viento es un nodo para las resonancias.

En esta práctica se podrán observar dichas características tanto en un tubo abiertocomo en un tubo cerrado.

3. CONTENIDO

3.1. MATERIALES

* Tubo de resonancia.
* Generador de señales.
* Osciloscopio.

3.2. PROCEDIMIENTO

3.2.1. FRECUENCIAS DE RESONANCIA DE UN TUBO ABIERTO

* Mida la temperatura en el laboratorio usando el termómetro de pared disponible. Anote el valor medido.
* Monte el equipo como se muestra en las Figuras 4.2 y4.3. Coloque el generador de señales en el modo senusoidal, con la frecuencia de salida en la escala de 1 kHz, con el dial en 0 Hz. conecte esta señal al canal CH1 del osciloscopio. Coloque la velocidad de barrido en 1 ms/div y la ganancia en el canal uno en 5 V/div. Verifique que las perillas de calibración estén giradas completamente a la derecha. Aumente levemente la frecuencia y observe la señal.* Coloque el micrófono aproximadamente en la mitad del tubo. El amplificador conéctelo al canal CH2 y actívelo. Ajuste la amplitud del generador hasta que pueda distinguir el sonido proveniente del parlante. Varíe la frecuencia lentamente a partir de cero hasta que observe el efecto de resonancia entre las dos señales. La condición de resonancia se observa cuando la señal del micrófono es...