PRACTICA DE LABORATORIO1

PRACTICA DE LABORATORIO









JOSEPH SEBASTIAN VELANDIA BARON
ANDRES PEDRAZA MARTINEZ
JUAN FELIPE GUZMAN










UNIVERSIDAD DE AMERICA
2015-II
FISICA IV
PRACTICA DE LABORATORIO









JOSEPH SEBASTIAN VELANDIA BARON
ANDRES PEDRAZA MARTINEZ
JUAN FELIPE GUZMAN


JOSE VICENTE ORTEGA







UNIVERSIDAD DE AMERICA
2015-II
FISICA IV
INTRODUCCION

Las ondas estacionarias no son ondas deprolongación sino distintos modos de vibración de una cuerda. En este laboratorio se va a describir los modos de vibración de la onda de una cuerda, con la ayuda de los diferentes experimentos realizados en el laboratorito.





















OBJETIVOS

1. Medir las posibles frecuencias de oscilación de una cuerda que esta unida en sus dos extremos.
2. Determinar la serie armónica.MODELO MATEMATICO DE LAS ONDAS ESTACIONARIAS EN UN CUERDA



tenemos un sistema oscilante, la cuerda, y la fuerza oscilante proporcionada por el generador(vibrador). cuando la frecuencia, que marca el vibrador coincide con alguno de los modos de vibración de la cuerda, la amplitud de su vibración incrementara notablemente, generando así un caso de resonancia.

PARA UNA CUERDA FIJA ENAMBOS EXTREMOS SE OBTIENE:













Las ondas estacionarias son aquellas ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmóviles.
Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través de un medio.


una incidente, que se propaga de izquierdaa derecha:
y1= ASen(KX-Wt)
y otra reflejada, que se propaga de derecha a izquierda:
y2= ASen(KX+Wt)

Al sumar las dos ondas de obtiene:
yR = y1+ y2
yR = ASin(KX-Wt) + ASen(KX+Wt)
teniendo en cuenta las identidades trigonométricas:
Sen (a+b)= sen(a)cos(b) + sen(b)cos(a)
Sen(a-b)= sen(a)cos(b) - sen(b)cos(a)

a = KX b = Wt
yR = A [(Sen(KX)cos(Wt) - sen(Wt)cos(KX)) + (Sen(KX)cos(Wt) +sen(wt)cos(KX))]
yR = 2Asen(KX)cos(wt)
donde la amplitud resultante:
AR= 2Asen(KX)
yR = AR cos(wt)

como se puede observar la expresión yR = AR cos(wt) no corresponde a una onda de prolongación o viajera, ya que no tiene el termino (KX-Wt), sino que cada punto de la cuerda vibra con una frecuencia angular w y una amplitud 2Asen(KX).
se denominan nodos a los puntos x que tienen una amplitud mínima,2Asen(KX) = 0 , por lo que KX = n π con n=1,2,3... o bien X=  λ/2,  λ, 3λ/2...
Considérese ahora una cuerda de longitud L fija en ambos extremos. La cuerda tiene un conjunto de nodos normales de vibración, cada uno con una frecuencia característica.
En primer lugar, los extremos de la cuerda deben ser nodos ya que estos puntos se encentran fijos. El primer modo de vibración será aquel en el que lalongitud de la onda L= λ/2; para el segundo modo de vibración la longitud de la cuerda será igual a una longitud de onda L= λ. Para el tercer modo L=3λ/2, y así sucesivamente.
en consecuencia, las longitudes de onda λ de los diferentes modos de vibración están dados por:
λ = 2L/n






Para hallar las frecuencias se emplea la siguiente relación :
f=V/ λ
Reemplazando λ
f=nV/ 2L
Siendo V lavelocidad de propagación de las ondas en la cuerda, y está dada por:
V =  √(T/ μ)
Donde T es la tensión de la cuerda y μ es la densidad lineal de masa.

μ = masa cuerda / longitud de la cuerda

PROCEDIMIENTO
MATERIALES
Varilla de soporte
Nuez
Hilo
Generador de ondas (vibrador)
Polea y soporte
Juego de masas y porta pesas
1. Se mide la masa de la cuerda y su longitud, para así calcular μ.
2. se realizael montaje y se pone a funcionar el generador de ondas, se va cambiando la masa para cambiar la tensión, y así generar diferentes modos de vibración.
3. De acuerdo con el modo de oscilación obtenido(numero de nodos o ovillos) se calcula el valor de n.
4. Calcular la tensión de la cuerda, considerando que la masa se encuentra en equilibrio.
5. Calcular la velocidad de propagación de la onda.
6....