resonancia

RESONANCIA
OBJETIVO:
Analizar el comportamiento del movimiento de un péndulo como oscilador armónico amortiguado y las condiciones bajo las cuales un péndulo activado por un sistema externo, se obtiene la máxima resonancia o máxima amplitud de oscilación.

MARCO TEORICO:

RESONANCIA:
es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerzaperiódica, cuyo periodo de vibración se acerca a el periodo de vibración característico de dicho cuerpo. En el cual una fuerza relativamente pequeña aplicada en forma repetida, hace que una amplitud de un sistema oscilante se haga muy grande.
OSCILADOR ARMONICO: si cuando se deja en libertad, fuera de su posición de equilibrio, vuelve hacia ella describiendo oscilaciones sinusoidales en torno a dichaposición estable
OSCILADOR AMORTIGUADO:
Todos los osciladores reales están sometidos a alguna fricción. Las fuerzas de fricción son disipativas y el trabajo que realizan es transformado en calor que es disipado fuera del sistema. Como consecuencia, el movimiento está amortiguado, salvo que alguna fuerza externa lo mantenga. Si el amortiguamiento es mayor que cierto valor crítico, el sistema nooscila, sino que regresa a la posición de equilibrio. La rapidez con la que se produce este regreso depende de la magnitud del amortiguamiento, pudiéndose dar dos casos distintos: el sobreamortiguamiento y el movimiento críticamente amortiguado. Cuando el amortiguamiento no supera este valor crítico el sistema realiza un movimiento ligeramente amortiguado, semejante al movimiento armónico simple,pero con una amplitud que disminuye exponencialmente con el tiempo.

(1)

(2)
La ecuación (2), frecuencia angular.

OSCILADOR FORZAD Y RESONANCIA:
Si a un oscilador armónico amortiguado se aplica una fuerza impulsora que varía senoidalmente, el movimiento resultante se denomina oscilación forzada. La amplitud es función de la frecuencia impulsora wdy alcanza un máximo con una frecuenciaimpulsora cercana a la frecuencia natural del sistema. Este comportamiento se denomina resonancia.


procedimiento
El sistema consiste de un par de péndulos acoplados en el cual las oscilaciones
de un péndulo (activador) de masa M y longitud fija L0, se transfieren a través del
montaje a un péndulo de masa m (M > m) y longitud l que estando inicialmente
en reposo comienza a oscilar.
Elmovimiento oscilante del péndulo de masa m se puede considerar como un
movimiento armónico forzado amortiguado el cual es activado por una fuerza
externa que se transmite a través del acople debido al movimiento del péndulo de
masa M que oscila con una frecuencia w0.
El experimento consiste en medir la máxima amplitud de resonancia que alcanza
el péndulo de masa m para longitudes mayores menores eiguales a la longitud L0
del péndulo de masa M en función de la frecuencia natural de m.

OBJETIVOS:
Medir la velocidad del sonido en el aire, observando la resonancia de un tubo semiabierto (un extremo cerrado y el otro abierto) con un diapasón y Comprobar que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia.

MARCO TEORICO:
Una onda sonora es una onda longitudinal quetransmite lo que se asocia con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasi periódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica.
La frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.
Unmétodo alternativo para calcular la frecuencia es medir el tiempo entre dos repeticiones (periodo) y luego calcular la frecuencia (f) recíproca de esta manera:

La frecuencia tiene una relación inversa con el concepto de longitud de onda (ver gráfico), a mayor frecuencia menor longitud de onda y viceversa. La frecuencia f es igual a la velocidad v de la onda, dividido por la longitud de onda...