tubos de kundt

Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Física
Laboratorio de Física
Semestre A 2013











Ondas:
Tubo de Kundt.















Grupo No 2
Márquez, Vanessa C.I 21.351.068
Uzcategui, Jhojany C.I 23.722.516
Sección: 05
Fecha de realización: 04/04/13
Fecha de entrega: 11/04/13



INTRODUCCIÓN

OBJETIVO

Estudio de ondasestacionarias longitudinales por el método del tubo de kundt.
Determinación de la velocidad del sonido en una varilla metálica.
Determinación del módulo de elasticidad (Módulo de Young) de la varilla.

FUNDAMENTO TEORICO

Tubo de kundt: el tubo de kundt original es un cilindro transparente de altura mucho mayor que el radio, colocado horizontalmente, con una pequeña cantidad de polvo en suinterior (corcho, talco). En uno de los extremos se sitúa una fuente de ondas sonoras emitiendo a una frecuencia fija un tono puro. Y en su otro extremo se coloca un émbolo que se movía a lo largo del tubo para acortar la longitud del recinto donde se formaban las ondas sonoras.
Ondas estacionarias: 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.
Posiciones en las ondas estacionarias:
1. Nodos: Los nodos son aquellas posiciones donde las moléculas permanecen inmóviles.
2. Vientre: son aquellas posiciones donde las moléculaspresentan un movimiento oscilatorio con la amplitud máxima.

Ondas longitudinales: son ondas en las cuales, el movimiento de las partículas consiste en oscilaciones de ida y vuelta en la dirección de propagación.

Módulo de Young (Mʋ): se define como la presión teórica necesaria para duplicar la longitud del sólido (en nuestro caso la varilla), y puede ser determinado si se conocen la densidad(ρ) y la velocidad del sonido en la varilla (Vsʋ).
Vsʋ = Mʋ=

Longitud de onda: La longitud de onda de una onda describe cuán larga es la onda. La distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos es lo que llamamos longitud de onda.


Resonancia: La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción deuna fuerza periódica, 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.
Se dice que la perturbación en el aire esta en resonancia cuando la frecuencia del sonido en la varilla (fsʋ) es igual a la frecuencia del sonidoen el aire (fsa).
fsʋ = fsa

donde: fsʋ = y fsa =

Velocidad del sonido en el aire: la velocidad de propagación de sonido en el aire depende de la temperatura y presión del medio. Para tomar en cuenta solo la dependencia de la temperatura se puede utilizar la siguiente ecuación:
para t en



La velocidad de propagación de una onda viene dada por:
V = f x λ

EQUIPO

Tubode vidrio
Varilla metálica
Soporte
Polvo seco de corcho
Cinta métrica A= 0,1cm R (0 --- 300)cm
Termómetro A= 0,2oC R (9,2 --- 35)
Balanza A= 0,01g R (0 --- 400)g
Tornillo micrométrico A= 0,001cm R (0 --- 0,025)cm

MÉTODO EXPERIMENTAL

Las vibraciones longitudinales producidas en una varilla metálica uniforme, mediante frotamiento y sujeta en su punto medio, sontransmitidas al aire contenido en un tubo cerrado en uno de sus extremos.

Si se desplaza con cuidado el tubo de vidrio de tal manera que se ajuste de manera adecuada la longitud de la columna de aire dentro de éste, se producirán ondas estacionarias dentro del tubo. Para poner de manifiesto la presencia de las ondas estacionarias en el tubo de vidrio, se coloca en él una capa delgada de polvo...