ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA




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ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

MARCO TEORICO

Amplitud:

Es el desplazamiento máximo con respecto a la posición de equilibrio. La cantidad de energía en una onda depende la amplitud.

Longitud de Onda:

Denotada como ג, es la distancia mínima entre dos puntos cualquiera sobre una onda que se comportan idénticamente, como se muestra en la Figura.Onda Estacionaria:

Es aquella onda que se forma por la interferencia de dos de ellas, las cuales poseen la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda y frecuencia, y además avanzan en sentido opuesto a través de un medio.
Frecuencia de una Onda Estacionaria:

En las ondas estacionarias la frecuencia dependen de un par de factores que son fundamentales, la longitud y la tensiónen la cuerda. Se forman nodos en x= 0 y x= L, sabiendo que la cuerda tiene una longitud L. La longitud de la onda esta dada por la ecuación:

ג =2L=n

donde L es la longitud de la cuerda y n es el modo en el que se encuentra la onda.
Frecuencias de Ondas:

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda, a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. Lafrecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda λ:



Cuando las ondas viajan de un medio a otro, como por ejemplo de aire a agua, la frecuencia de la onda se mantiene constante, cambiando sólo su longitud de onda y la velocidad.
Por el efecto Doppler, la frecuencia es una magnitud invariable en el universo. Es decir, no se puede modificar por ningúnproceso físico excepto por su velocidad de propagación o longitud de onda.

Velocidad de la Onda en una cuerda Tensionada:

Para un sistema conformado por una cuerda tensionada con una frecuencia f se observa que se debe tener en cuenta la masa por unidad de longitud de masa expresada por μ así que estos dos factores están relacionados de la siguiente forma:

Masa por Unidad de Longitud:

Pararecrear una onda con una cuerda debemos tener en cuenta la masa de la cuerda, para esto utilizamos la relación de masa por unidad de longitud, ya que el segmento forma parte de una circunferencia y contiene un ángulo obteniendo la siguiente relación.
Nodo:

Es aquel punto que nunca se mueve, rotulado como N en la figura 2. Además en él, los desplazamientos de las dos ondas que pasan por él,siempre son iguales y opuestos y se cancelan.
Antinodo:
Es aquel punto en la mitad del camino de los nodos, en donde la amplitud es máxima . Además los desplazamientos de las ondas sobre él, siempre son idénticos, dando un desplazamiento resultante grande.

OBJETIVO GENERAL

Analizar el comportamiento de las ondas estacionarias.

Objetivos Especificos:

Identificar ante que condicioneses posible originar este tipo de ondas.
Determinar las características de las ondas estacionarias.
Relacionar los conceptos de frecuencia, longitud de onda.


MATERIALES


Soporte Generador de Funciones















Generador de Ondas Mecánicas Juego De Pesas



Cuerda Roldana









MONTAJE

Para la realización del experimento, utilizamosun generador de ondas mecánicas, un generador de funciones digital, una varilla de soporte, una cuerda sujeta al generador de ondas de un lado y del otro a una polea del cual colgaba un soporte de masas, proporcionados por el laboratorio y montados tal como se muestra en las siguientes graficas.



PROCEDIMIENTO

Primero que todo, se realizó el montaje del sistema. Conectamos el generadorde funciones digitales al generador de ondas mecánicas, en el extremo derecho de la cuerda, se colocan pesas desde 100 gr hasta 550 gr por medio de la roldana que permitieran la vibración en su modo fundamental hasta que se fórmenlos 4 armónicos; la longitud de la cuerda es constante de 1.5 m. y hasta obtener la tensión en la cuerda para así hallar la densidad lineal de manera experimental....