resumen Tubo de Rubens

RESUMEN
1. Objetivo General
Demostrar el Principio de Rubens mostrando las variaciones de presión de onda transversal del sonido cuando viaja a través del aire.
2. Objetivos Específicos
Construir un tubo y un tablero de Rubens.
Demostrar que las llamas crean patrones cuando se las expone a sonidos.
Demostrar que las ondas visibles en las llamas dependen del tipo de sonido al que esténexpuestas, si tiene mayor intensidad el sonido, la llama crecerá y viceversa si el sonido es menos intenso.
Lograr una presentación estética del tubo y el tablero.

3. Materiales
Tubo
a. Tubo de cobre de 2” de diámetro y 1.5m de largo con perforaciones aproximadamente cada 1.5 cm dejando 1cm entre cada extremo
b. Membrana elástica o globo
c. Manguera de Gas
d. Abrazaderas
e. Parlante
f.Tapón Metálico
g. Espiga de acero para insertar la manguera de gas
h. Cinta Aislante
i. Reproductor de música
j. Suministro de gas
Tablero
Caja metálica de 50cm de alto por 50cm de ancho y 15cm de alto
Prolongaciones circulares soldadas en dos costados
2 Parlantes
2 Espigas de acero para mangueraa de gas
Abrazaderas
Manguera para gas
Divisor T para gas
Suministro de Gas
Reproductor demúsica

4. Fundamento Teórico
Onda Sonora
Se puede definir una onda sonora como la sensación producida en el oído por las vibraciones de las partículas que se desplazan en forma de onda sonora a través de un medio elástico que las propaga.
Vamos a analizar lo que sucede con una onda sonora al llegar a un extremo cerrado de un tubo, al no tener ésta por donde escapar en el mismo sentido y chocarcon el extremos cerrado, ésta regresa al mantener este acto en una frecuencia permanente la onda incidente y la onda reflejada dan lugar a un patrón de hondas.
En el caso de un tubo cerrado en un extremo, las hondas viajan por el tubo y al llegar al extremo cerrado de este, las capas de aire se comprimen contra la barrera fija, por lo tanto la presión puede variar en su máxima expresión y elextremo hace el papel de un antinodo de presión y como un nodo de desplazamiento dado que las partículas están imposibilitadas de moverse en este sitio.
Fase y Ciclo de las ondas sonoras
La fase indica la situación instantánea en el ciclo, de una magnitud que varía cíclicamente, siendo la fracción del periodo transcurrido desde el instante correspondiente al estado tomado como referencia. Podemosrepresentar un ciclo en un círculo de 360º, diciendo que "fase" es la diferencia en grados entre un punto dentro de este círculo y su comienzo, una rotación de 360º es equivalente a un ciclo completo.
También se debe considerar que una onda de expansión al llegar al extremo cerrado se refleja sin variar de fase y, en cambio, la onda de desplazamiento sufre una variación de fase de medio ciclo.Entonces, considerando la superposición de ondas que viajan en direcciones opuestas se puede deducir una función de onda para las ondas estacionarias. Las ecuaciones para las ondas incidentes (2) y reflectivas (1) en función del tiempo se puede mostrar de la siguiente manera (se antepone el signo menos debido al sentido de la onda reflectiva):


Dónde: A representa la amplitud máxima, k el númerode onda, x el desplazamiento longitudinal, w la pulsación angular de la onda y t el tiempo.
El tubo de Rubens es una demostración de la formación de ondas estacionarias. Constituye una variante del tubo de Kundt. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza, con la misma amplitud y frecuencia, que avanzan en sentido opuesto a través de un medio.
Elsonido cuando viaja través del aire genera diferencias de presión. El tubo de Rubens nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través del gas butano que se hace circular través de él. El gas tiene zonas en las que la onda es más larga, ya que recibe presión de la onda, y otras zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama. De este modo el...