TP FISICA ONDAS

TRABAJO PRÁCTICO N°3: SONIDO
Aixa Rizzo, Joaquín Raña, María Sol Bosnic
4°15°

INTRODUCCIÓN
El objetivo del presente trabajo práctico es determinar la velocidad de propagación del sonido en el aire mediante dos experimentos distintos. A partir de ello, estudiaremos de qué magnitudes depende la velocidad y qué tipo de relaciones se mantienen entre ellas.
Además analizaremos qué métodoes más preciso para su medición, comparando los resultados obtenidos con el valor tabulado.
La primera experiencia estará regida bajo el fenómeno de la interferencia. Dicho fenómeno se produce cuando dos ondas de la misma naturaleza, que tienen igual longitud de onda, velocidad, frecuencia y provienen de focos coherentes se superponen generándose entre las mimas una diferencia de fase constante.El dispositivo que utilizaremos cuenta con la posibilidad de enviar una misma onda sonora por dos ramas con diferente recorrido. De tal manera que desplazando la rama móvil pasaremos progresivamente por posiciones con interferencia destructiva y constructiva. Estudiaremos particularmente la interferencia destructiva o mínimo de interferencia donde las ondas superpuestas están en oposición defase por lo que dan como resultado la formación de una línea recta. Es decir que, matemáticamente, se tiene que cumplir que:
Δn=(n+½).
Donde n es un número natural cualquiera,  (lambda) representa la longitud de onda sonora y Δn (delta) es la diferencia de recorridos entre las ondas.
La velocidad de propagación que se quiere obtener la calcularemos mediante la siguiente ecuación:
V=.
Elsegundo experimento se encontrará determinado por el fenómeno de la resonancia por el cual un cuerpo comienza a vibrar porque recibe una onda cuya frecuencia es igual o muy parecida a sus frecuencias naturales de vibración. Detectaremos este fenómeno por la formación de una onda estacionaria a lo largo del tubo. La condición matemática para un tubo abierto en uno de sus extremos está dada por lasiguiente ecuación:
Ln= v (2n+1)/4
Donde Ln es la longitud de la columna de aire entre el líquido y la fuente sonora, v la velocidad de sonido y  la frecuencia emitida por la fuente.
La experiencia requiere considerar los efectos del borde, es decir que el máximo de la oscilación no esté localizado precisamente en el extremo del tuvo. Por lo tanto la condición de resonancia quedaríacontemplada de esta manera:
Ln= v (2n+1)/4+ E
Donde E es un factor que representa los efectos del borde. También debemos considerar las dos primeras mínimas longitudes de la columna de aire que satisfacen la condición de resonancia, por lo que finalmente obtendríamos la siguiente ecuación:
L1-L0=/2=v/2
De este modo, relacionando las longitudes de la columna de aire para las cuales se produce laresonancia con dos frecuencias distintas ya conocidas, obtendremos la velocidad de propagación del sonido en aire que compararemos con la obtenida anteriormente en el experimento de interferencia y determinaremos qué medio es más preciso.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Para la primera experiencia utilizaremos el Tubo de Quincke para determinar experimentalmente la velocidad de propagación delas ondas acústicas en el aire. El mismo consiste en un tubo con dos ramas, una móvil y otra fija. En uno de los extremo se localiza un parlante conectado a un generador de audiofrecuencias que funcionarán como fuente sonora, y un micrófono como receptor, sobre el extremo opuesto.

Figura I: Tubo de Quincke


El dispositivo funciona de la siguiente manera: el generador de audiofrecuencias,emite una señal sinusoidal de frecuencia determinada que opera como excitador del parlante. Desde allí se genera una onda sonora que cuenta como dos posibles caminos de propagación de igual longitud: uno fijo y otro móvil. Las ondas se superpondrán en el otro extremo, dando lugar al fenómeno anteriormente definido como interferencia. Al variar la longitud de la rama móvil, la diferencia en la...