ondas

LABORATORIO FISICA III




1. OBJETIVOS



1. Observación del movimiento armónico simple más específicamente para unas ondas estacionarias.


2. Reconocer las características principales del movimiento de las ondas estacionarios, los parámetros que se derivan de la ecuación que registra su comportamiento, amplitud, frecuencia, y longitud de onda.



3. Medir intensidad,frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación en un tren de ondas estacionarias.
 






























2. MARCO TEÓRICO



MOVIMIENTO ONDULATORIO

Proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de propagación se produce undesplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energíaavanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas; en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y eléctricos.



ONDASESTACIONARIAS

Cuando dos altavoces están frente a frente y hacemos que emitan sonido a la misma frecuencia y amplitud dos ondas idénticas se desplazan en direcciones opuestas en el mismo medio, estas se combinan de acuerdo con el principio de superposición.

Podemos analizar esta situación al considerar funciones de onda para dos ondas senoidales transversales que tengan la misma amplitud,frecuencia y longitud de onda, pero que se desplazan en direcciones opuestas en el mismo medio:



Donde representan una onda que se desplazan en la dirección +X y representa una que se desplaza en la dirección –X. la suma de estas dos funciones de la función de onda y resultante:



Cuando usamos la identidad trigonométrica esta expresión se reduce a:



La anterior ecuaciónrepresenta la función de una onda estacionaria. Nótese que esa ecuación no contiene una función de . En consecuencia no es una expresión para una onda viajera. Si observamos una onda estacionaria, no tenemos sentido de movimiento en la dirección de propagación de cualquiera de las ondas originales. Si comparamos esta ecuación con la del M.A.S. vemos que la de una estacionaria describe una clase especialde M.A.S. Cada elemento del medio oscila en un M.A.S. con la misma frecuencia . Sin embargo la amplitud del M.A.S. de un elemento dado (por el factor , el coeficiente de una función coseno) depende de la ubicación X del elemento del medio.

La máxima amplitud de un elemento del medio tiene un valor mínimo de cero cuando X satisface la condición , es decir cuando



Como estos valores paradan



Estos puntos de cero amplitud se llaman nodos.


























3. INSTRUMENTACIÓN



Los instrumentos utilizados para el desarrollo del laboratorio son:


Generador: genera un cierto voltaje con una frecuencia de cualquier tipo de señal.

Balanza: dispositivo mecánico para medir la masa de los objetos.

Estroboscopio: dispositivo quepermite ver un objeto que gira u oscila como si estuviera en reposo. Nos ayuda a medir la frecuencia y visualizar los nodos en este caso.

Montaje de las ondas estacionarios (dispositivo).


































4. PROCEDIMIENTO



1. Manteniendo constante la longitud L de la cuerda, mida la tensión T, produzca un tren de ondas estacionarias y...