Tubo De Kunt

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA GENERAL



Resumen de la práctica.

Procedimiento experimental.

Lv
λ
Tubo de Kundt

En el desarrollo de la práctica se procedió de la siguiente manera:


1. Se midió la longitud de la varilla a utilizar, así como su diámetro y su peso, con el fin de calcular su densidad absoluta.2. Seguidamente se monto el sistema (tubo con polvo de corcho en su interior) y la varilla de la forma que se indica en la figura. “Es preciso asegurarse de que el disco ubicado al extremo de la varilla no esté en contacto con las paredes del tubo de vidrio, ya que esto ocasionaría que gran parte de las ondas se desplacen a través de las paredes del tubo en lugar de hacerlo a través delaire”.

3. Luego se giro el tubo y dándole golpecitos leves, se cercioro de que el polvo de corcho quede distribuido uniformemente en el fondo del tubo.

4. Se froto la varilla con estopa, provocando un sonido agudo, lo cual dibujo toscamente la onda.

5. Finalmente se midió la longitud total del rastro de polvo de corcho, y se conto el número de nodos (es decir, el número de montoncitosde polvo).


Objetivos.

1. Estudiar las ondas estacionarias longitudinales por el método del tubo de kundt.

2. Determinación de la velocidad del sonido en una varilla metálica.

3. Determinación del módulo de elasticidad (módulo de Young) de la varilla.


Equipo.

•Tubo de vidrio
•Varilla metálica
•Soporte
•Polvo seco de corcho
•Cinta métrica•Estopa
•Termómetro
•Balanza
•Vernier

Introducción teórica

El estudio de la velocidad del sonido se fundamenta en el principio del estudio de sus ondas, de esta manera nos podemos referir al medio en donde se propagan, la velocidad de onda, etc. En nuestro experimento el medio emisor presente será una varilla metálica.

Las perturbaciones que se originan en la varilla son ondaslongitudinales, cuya velocidad en ese medio viene dada por la siguiente relación:

fsu y su son respectivamente, la frecuencia y la longitud de onda de la perturbación y donde se supone que la propagación de la onda es rectilínea y uniforme.

Si la varilla se fija en su punto medio se obtiene la vibración fundamental, la cual posee un nodo en ese punto y por lo tanto su longitud de onda serámáxima y vendrá dada por:

SV = 2.LV
Donde Lv es la longitud de la varilla.

Las perturbaciones de la varilla viajaran a través del aire contenido en el tubo, y podemos decir que la velocidad del sonido en el aire Vsa, también estará dada por:
VSA = fSA.SA

La velocidad de propagación del sonido depende de la temperatura y la presión del medio en donde se transporta. En este caso solo tomaremosen cuenta la dependencia de la temperatura y se puede utilizar la siguiente expresión:
Para t en °C
Donde Vo = 33130cm/seg. Es la velocidad del sonido en el aire a la temperatura de 0°C.

Si se cumple que, la vibración se propaga en el aire contenido en el tubo tiene una frecuencia igual a la frecuencia de la perturbación que se propaga en la varilla, se dice que la perturbación del aire estaen resonancia con la perturbación de la varilla, podemos decir que:

fSV = fSA

Entonces obtenemos lo siguiente:

También tenemos que considerar que la velocidad del sonido en un sólido la encontramos de:

Donde es la densidad absoluta del sólido, y Mv es el módulo de Young que se define como la presión teórica necesaria para duplicar la longitud del sólido (en nuestro caso la varilla),y que puede ser determinado si se conocen y Vs.

Cualquier sonido sencillo, como una nota musical, puede describirse en su totalidad especificando tres características de su percepción: el tono, la intensidad y el timbre. Estas características corresponden exactamente a tres características físicas: la frecuencia, la amplitud y la composición armónica o forma de onda. El ruido es un...