Ondas estacionarias.

Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ciencias Física 1 Laboratorio de Física 1

Práctica No. “6” “Ondas Estacionarias”

Nombre: Raúl Antonio Girón Álvarez Auxiliar: Bárbara Yaeggy Fecha de realización: 9/03/2010

Carné: 200914937 Sección Clase: CFecha de Entrega: 16/03/2010

Introducción Uno de los fenómenos físicos que más frecuentementeexperimentamos en nuestra vida diaria es el efecto de las ondas ya que están presentes desde cuando escuchamos radio hasta cuando tiramos una piedra en el mar y vemos como se forman ondas circulares alrededor de donde esta cayó. La presente práctica mediante la experimentación describe el comportamiento de una onda estacionaria, esto se hace usando una cuerda y una fuente osciladora de Melde pararepresentar una onda estacionaria. También se fija un modelo matemático para predecir ciertas variables ya conocidas.

Objetivos de la Práctica

1) Observar el fenómeno de resonancia en una cuerda 2) Encontrar una ecuación empírica de cómo varia la tensión de la cuerda con el número de modos normales de oscilación que se forman. 3) Predecir la frecuencia de oscilación externa.

Hipótesis Elmovimiento de una onda estacionaria es de forma sinodal, las crestas y los valles donde la onda tiene amplitud máxima son los antinodos y

cualquier punto que se mantenga sin movimiento se llamaran nodos. La longitud de la onda estacionaria depende de la magnitud de la fuerza con la que esta se tense.

Marco Teórico En una onda estacionaria existen ciertos puntos a lo largo de una

cuerda llamadosnodos, en los cuales el desplazamiento es nulo en todo momento, entre los nodos se hallan los antinodos, donde el desplazamiento oscila con la amplitud más grande. Este patrón de nodos y antinodos es el que caracteriza a las ondas estacionarias.
(Bibliografía 1)

Como podemos ver en la figura, la forma que se forma entre dos nodos consecutivos se llaman modos normales de vibración esto se denotapor la letra n. La distancia entre dos nodos es igual a media longitud de onda. La onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud. (Bibliografía 2)

El espaciamiento entre nodos es siempre de la mitad de la longitud de onda, de modo que la condición para que en la cuerda se produzca una onda estacionaria es que la longitud L de la cuerdasea igual a un número entero n de medias longitudes de onda ������������ó�� 1: �� = �� �� 2
(Bibliografía 1)

La velocidad de fase de la onda viajera inicial es igual a la raíz cuadrada de la fuerza de tensión Ft de la cuerda dividida por su densidad lineal tenemos que: ������������ó�� 2: �� =
2

���� ��

La frecuencia multiplicada por la longitud de onda es igual a la velocidad de fase������������ó�� 3: �� = �� �� Si igualamos la ecuación 1 y la ecuación 2 y despejamos la Fuerza de Tensión aplicada tendremos que: ������������ó�� 4: ���� = 4����2 �� 2 Cálculo de Incertezas: La estimación del rango de incerteza en las mediciones indirectas se nos da por medio de la propagación de incerteza que se rige por las siguientes ecuaciones: �� = �� ± Δ��
�� ��

1 ��2

�� = �� ± Δ�� A − B =�� − �� ± Δa + Δb
�� �� �� �� �� �� �� �� �� �� �� ��

�� + �� = �� + �� ± Δa + Δb ���� = ���� ± ���� +

= ±

+

Incerteza de una media aritmética: Δ�� =
�� 2 ��=1 (�� �� −�� )

��

Diseño Experimental:

Materiales:  Una Fuente osciladora de Melde  Un dinamómetro de 1 N  Un dinamómetro de 10 N  Una cuerda y una regla métrica  Una cinta métrica  Una polea con prensaincorporada  Un soporte con una mordaza con gancho

Magnitudes Físicas a Medir  El número de modos de vibración n  La tensión Ft de la cuerda  La longitud L de la Cuerda.

Procedimiento
1) Armar el equipo de forma adecuada, se debe de escoger una longitud arbitraria de la cuerda, la cual empieza desde el extremo en el que se produce la vibración, en la fuente osciladora de Melde, hasta...