Ones practica

Física. Pràctic Ones Estacionaries.
Objectiu
L’objectiu d’aquesta pràctica és general i estudiar les ones estacionaries. Mitjançant un petit experiment veurem com varien les diferents ones generades modificant alguns paràmetres com la tensió de la corda ( afegint-hi massa en un extrem).
Material
- Vibrador elèctric de 6 V i 50 Hz
- Fil d’ aproximadament 1,2 m de llarg
- Balança
-Politja
- Cinta mètrica
- Portapesos, amb diversos pesos
- Suports per a la politja i per al vibrador
- Suports
- Paper blanc
Procediment
Abans de començar hem de fer algunes mesures sobre el material emprat. Comencem doncs pesant i mesurant la corda o fil de nylon. Un cop això pesem també els pesos i el suport per aquest.
Fet això ja podem fixar un extrem del fil al vibrador i l’altreal porta pesos. Hem de col·locar la politja i el vibrador elèctric en línia recta, és a dir que quedin alineats. La distancia entre inicial entre els dos elements serà d’un metre, però aquesta variarà depenent de com vulguem calcular-ho.
Més o menys ha de quedar com mostra el dibuix següent.

Un cop muntat el sistema ja podem encendre el vibrador elèctric, sense afegir cap pesa. Veiem com esforma una ona estacionaria amb freqüència 50Hz, la mateixa del corrent altern.
Veient que l’experiment funciona començarem a prendre les dades. Es tracta d’afegir diferents peses per a veure com varia la ona estacionaria i l’harmònic que forma.
Observant aquesta ona, apuntem el nombre de ventres ( on l’amplitud es màxima), el nombre de nodes ( on l’amplitud es nul·la) i la massa del portapesosamb els pesos afegits. Un cop fet això s’ha de desconnectar l’aparell vibrador per tal que no s’escalfi.
Anem repetint aquest procés fins a tenir un nombre de dades acceptables que ens aportin tota la informació sobre les ones generades.
Ara, repetim tot el procediment però separant la politja i el vibrador 0.75 i 0.5 metres.
Per a veure que succeeix si utilitzem un altre material com a fil, femel mateix amb un fil de goma.
Un cop recollides totes les dades, les passem a taules.
Observacions
Alhora de fer la pràctica vam seguir estrictament aquest guió, però quan ja l’havíem finalitzat, vam veure que es necessitaven algunes dades que no havíem recollit com l’amplitud i la longitud d’ona. Aquestes dues magnituds no figuraven en el guió de la pràctica, però tot i així eren importants.Aquests dos paràmetres no van ésser mesurats en el laboratori i per tant no disposem de les dades. Com a conseqüència alguns apartats de la pràctica no s’han pogut realitzar a la perfecció.
Per altra banda, al realitzar l’experiment amb el fil de goma ens va ser impossible realitzar-lo amb las distàncies que abans s’han explicat. Degut a que els pesos entraven en contacte amb el terra, ens vamveure obligats a canviar la distància entra l’aparell i la politja de 0.75 a 1.25 m.

Anàlisis dels resultats
Calculem la densitat dels fils utilitzats, tant el de nylon com el de goma.
Les mesures del fil de nylon són:
Mfil (g) | Lfil (m) |
0,25 | 1,36 |
mL=μ
Per tant, μ=1.84*10-4
Les mesures del fil de goma són:
Mfil (g) | Lfil (m) |
0,41 | 1,8 |

μ=2.78*10-4
Les sevesunitats són kg/m
Un cop calculat la densitat línia dels dos fils utilitzats podem calcular la velocitat de propagació d’una ona estacionaria. T és la tensió de la corda, i μ la densitat lineal.
ν=Tμ
S’ha de tenir en compte que la tensió de la corda és igual al pes que suporta, per tant podem dir que la tensió és igual a la massa que pengem al portapesos, més el porta pesos, multiplicat per laforça de la gravetat.
T=P=mg
Hem recollit totes les dades en les següents taules:

Primera experiència: Fil de nylon ( μ=1.84*10-4)
Fil | Distància L (m) | massa (g) | Pes (N) | v (m/s) | Nodes | Ventres | Harmònic |
Nylon | 1,00 | 25,00 | 0,25 | 36,51 | 4,00 | 3,00 | 3,00 |
Nylon | 1,00 | 30,00 | 0,29 | 39,99 | 3,00 | 2,00 | 2,00 |
Nylon | 1,00 | 50,00 | 0,49 | 51,63 | 3,00 | 2,00...