Ondas Estacionarias

RESUMEN Este informe contiene los resultados de la experiencia en el laboratorio de física calor ondas, en el que se estudio las ondas estacionarias en una cuerda tensa y se determino las frecuencias resonantes de esta. A su vez contiene una comparación de los resultados obtenidos experimentalmente con los valores teóricos y su respectivo análisis de cada una de las frecuencias obtenidas y como estas afectan la rapidez y la longitud de onda ABSTRACT This report contains the results of the experiment in physics lab heat waves, which study the standing waves in a stretched string, and determining the resonant frequencies of this. In turn contains a comparison of results obtained experimentally with the theoretical values and the respective analysis of each of the frequencies obtained and how are you affecting the speed and wavelength.

INTRODUCCION Y OBEJTIVOS Analizar el movimiento de una cuerda tensa es importa ya que nos ayuda a comprender como es este movimiento a distintas frecuencias y así ayudarnos a tener mejor claridad de cómo podemos utilizar esto resultados aplicándolos a nuestras vidas diarias. El objetico principal de esta práctica de laboratorio es analizar las ondas estacionarias en una cuerda tensa y determinar las distintas frecuencias en dicha cuerda. Al referirnos a ondas estacionarias propagas en una cuerda estas contienen sus propias características las cuales son la velocidad, la amplitud y por supuesto la frecuencia, estas están afectadas por la densidad lineal de la cuerda. Otro concepto importante que abarcamos fue el de la longitud de onda la cual nos ayudo a determinar la distancia mínima entre dos puntos de la cuerda.

MARCO TEORICO

Como ya hemos mencionado es importante tener en cuenta lo que es una onda estacionaria y sus características. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda y frecuencia que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilación para cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (vientres o antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima. El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.

Onda estacionaria en una cuerda. Los puntos rojos representan los nodos de la onda.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1. Se procedió a realizar el siguiente montaje:

2. Se pusieron 509.2 g de masa para crear una tensión de 4.99 N y así lograr

que la cuerda vibrara en su modo fundamental a una frecuencia de 25 Hz. 3. Como la idea era encontrar cada vez más usos, entonces se fue ajustando

la frecuencia para ir así encontrando ascendentemente mayor cantidad de usos. Estos valores fueron anotados y también se media la longitud de onda.

DATOS OBTENIDOS Masa = 509.2 g

Numero de Usos

Frecuencia (Hz)

Tensión = 4.99 N

1

25

Longitud de Cuerda = 1.75 m

2

50.6

3

76

4

101.2

5

126.6

6

154

7

177.6

8

203

A partir de esa tabla ya presentada y a partir de la siguiente grafica (frecuencia contra número de usos):

Podemos saber que la densidad lineal, la cual se puede obtener de la siguiente ecuación:

F = (n/2L) (√ (T/μ)) Despejando a μ de esta formula obtenemos que:

μ = (n2/4L2) ( T/F2) Luego, para cuestiones de simplicidad se reemplazan los valores cuando

n=2. De esta forma μ vendría dada por: μ = (22/4*1.752) ( 4.99/502) = 0.000651 Pero el valor teórico de μ es de 0.000628 Entonces nuestro error porcentual es:

[(0.000651 - 0.000628)/ 0.000628] * 100 = 3.66% CONCLUSIÓN En base a lo aprendido durante la experiencia podemos concluir que lo que se desplaza en una onda estacionaria son las partículas de la cuerda y no el patrón de onda. También concluimos que si aparecen mayor número de usos entonces es porque su frecuencia este aumentando, siempre y cuando la tensión y la longitud de la cuerda permanezcan iguales. Andrés Vives, Soad Bojanini