ondas estacionarias

























LABORATORIO DE FÍSICA III

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA COLUMNA DE AIRE







VANESSA ALEJANDRA PABÓN MUÑOZ
JUAN ALEJANDRO ROSERO MEJÍA


FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS






UNIVERSIDADTECNOLÓGICA DE PEREIRA
PEREIRA/RISARALDA
2014
LABORATORIO DE FÍSICA III

ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA COLUMNA DE AIRE



VANESSA ALEJANDRA PABÓN MUÑOZ
JUAN ALEJANDRO ROSERO MEJÍA


FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS



Trabajo presentado como requisito
Para la materia de Laboratorio de Física III
Al profesor Omar Enrique Castro Hernández




UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRAPEREIRA/RISARALDA
2014
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



















RESUMEN

Dentro de esta práctica de Laboratorio se tiene como objetivos medir la velocidad del sonido y observar los modos de vibración de las columnas de aire a través de la utilizaciónde un osciloscopio que describirá las respectivas señales. Se estudiará el estado de resonancia que se origina por la superposición de ondas longitudinales incidentes y reflejadas dentro de una columna de aire confinada en un tubo. Y también se desarrollará el ejercicio para tanto par tubo cerrado como tubo abierto con el fin de observar la diferencia en el comportamiento de las señales.MARCO TEÓRICO
Onda de Presión
Una onda de presión es un movimiento de vibración en un sistema mecánico raras veces está uniforme en todas las partes del sistema especialmente a altas frecuencias, pero se propaga en el metal a altavelocidad.
Cualquier material o estructura no puede transmitir una fuerza al instante pero lo hace a la velocidad del sonido en el material. Ya que esta no es infinita, si la fuerza que se está transmitiendo está oscilatoria, las ondas de presión se propagarán a través del medio; y su longitud de onda será la velocidad del sonido entre la frecuencia de la oscilación de la fuerza.http://www.academiatesto.com.ar/cms/sites/default/files/333_85.jpg?1270827024
Ondas de desplazamiento
Son todas aquellas ondas que cumplen con un desplazamiento.




http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000051/lecciones/cap02/imagenes/anexo28_02.gif
Desplazamiento y Presión
Las ondas estacionarias asociadas con la resonancia en las columnas de aire, se han estudiadoprincipalmente en términos del desplazamiento de aire en las columnas. 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, como se ilustra a continuación. Cuando el aire se ve limitado a un nodo, el movimiento del aire estará alternativamente apretándose hacia ese punto y expandiéndose fuera deél, haciendo que la variación de 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. Por ejemplo, el clarinete es acústicamente una columna de aire cilíndrica de extremo cerrado, porque el extremo de la boquilla actúa como unantinodo de presión.
Tubo Abierto
Si un tubo es abierto, el aire vibra con su máxima amplitud en los extremos. En la figura, se representan los tres primeros modos de vibración. Como la distancia entre dos nodos o entre dos vientres es media longitud de onda. Si la longitud del tubo es L, tenemos que:
L= /2, L= , L=3 /2, ... en general L=n /2, n=1, 2, 3... es un número entero
Considerando...