Ondas

Informe de Laboratorio Ondas estacionarias en una cuerda Manuel Castro Milena Noel Introducción: Las ondas son fenómenos ondulatorios. Las ondas siempre surgirán cuando un sistema sea perturbado de su posición de equilibrio. Esta perturbación puede viajar o propagarse de una región a otra trasportando energía en el proceso. En nuestro informe observaremos y analizaremos el comportamiento de la onda en un medio, que en este caso será una cuerda tensa. Resumen: En nuestra práctica de laboratorio teníamos dispuesto unos elementos con los cuales podíamos, generar un sistema ondulatorio en una cuerda. La idea era tener la cuerda tensionada y ponerla a oscilar de manera que vibrara en su modo fundamental. Luego debíamos aumentar la frecuencia, para generar más nodos, siete en total. Materiales: Una cuerda, un generador de funciones digitales, un generador de ondas mecánicas, juego de masas, una polea para analizar las ondas estacionarias en una cuerda, porta masas.

Datos/Formulas: Longitud de la curada L= 1.5 m Densidad Lineal µ= 6.28 x 10^-4 µ= mCuerda/ L => mCuerda= 0.000942 Kg T= 5 N Procedimiento/Solución: Para empezare encendimos el generador de funciones digitales. Luego pusimos suficientes pesas en el porta-mesas para hacer que la cuerda de 1.5 m vibrara en su modo fundamental, a la frecuencia de 30 Hz. Después ajustamos la cantidad de masa, con 450 g fue suficiente, hasta que el nodo fuera claramente visibles. Luego procedimos a calcular el valor de la tensión que la hizo vibrar en su modo fundamental. Para terminar mantuvimos la tensión que hacia vibrar la cuerda en su modo fundamental y comenzamos a incrementar la frecuencia hasta que encontrara desde la frecuencia fundamental hasta el séptimo huso.

Los valores fueron anotados manualmente. masa total de pesas m=450 g Nodo 1 2 3 4 5 6 7

Frecuencia (Hz) 30 60 87 117.1 146,5 176.7 205.7

Análisis: I) A las frecuencias de vibración de la cuerda se les llama “frecuencias resonantes” ¿Qué tiene que ver el fenómeno de resonancia en los modos de vibración de la cuerda en este experimento? Explique. La frecuencia de resonancia de un cuerpo rígido o un sistema, es aquella a la cual la respuesta del mismo, dado un estímulo, es la máxima posible. Que es lo ocurre con nuestra cuerda. II) Calcule la serie de números que se obtienen de dividir cada una de las frecuencias resonantes con la fundamental. Analice esta serie de números ¿Qué concluye? Obtenemos más o menos la serie 2, 3, 4, 5,.... Concluimos todas las frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental. III) Con los datos de la tabla edite la grafica frecuencia vs. # de husos. ¿Cuál es el modelo matemático que mejor relaciona las frecuencias y el número de husos?

En este caso tenemos un caso de relación de proporcionalidad directa. Preguntas Problematológicas: 1. Algunas cuerdas de guitarra o piano tienen enrollado un alambre o una cinta de metal alrededor de ellos ¿Cuál es la finalidad? Este alambre de metal se coloca para que la onda se propague con la misma velocidad, Intensidad y potencia, ya que el sonido se propaga de mejor manera en materiales de alta densidad. 2. ¿Por qué los instrumentos de cuerda son huecos? Explique. Para que haya interferencia constructiva entre las ondas y así hayan máximos en la amplitud de la onda, por ende se escuchara más el sonido. Conclusión: Para resumir. Podemos decir que la rapidez de una onde transversal, (onda cuyo movimiento es perpendicular al movimiento del medio),en una cuerda depende de la tensión y de la masa por unidad de longitud. Si ambos extremos de una cuerda están fijos, solo puede haber ondas estacionarias si la longitud L es un múltiplo entero de Landa/2. Cada frecuencia y su patrón de vibración asociado se denominan modo normal. La frecuencia mas baja es la frecuencia fundamental.