Ondas Estacionarias Terminado 2

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trabajo laboratorio ondas estacionarias

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ONDAS ESTACIONARIAS Mara Anglica Lpez (537298), Marcela Rodrguez(536408),Christian Arroyave(537302), Julian Paez(537307)malopez98@ucatolica.edu.co, rmrodriguez08@ucatolica.edu.co, cjarroyave02@ucatolica.edu.co, japaez07@ucatolica.edu.co Universidad Catlica de Colombia

RESUMEN: En esta prctica de laboratorio por medio de la utilizacin de un oscilador mecnico y un sistema en equilibrio, encontramos como se forman nodos y antinodos al momento de que la cuerda oscila y a partir de esto hallamos las tensiones presentadas, en el aire T=0,4087N y en el agua T=0,1471N con una gravedad de . I. INTRODUCCIN.Este laboratorio busca potenciar en nosotros los estudiantes nuestra capacidad para relacionar las ondas estacionarias, que intuitivamente se define como un movimiento de vaivn, en el cual las partculas del cuerpo oscilan desde su posicin de equilibrio en una direccin determinada demanera transversalal movimiento de la onda.

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 travs de un medio. Enel presente laboratorio, con base en el concepto y caractersticas de este tipo de ondas, se llevarn a cabo las actividades propuestas para encontrar las frecuencias para generar un determinado nmero de datos y nos valdremos de las frmulas matemticas asociadas a la temtica de ondas estacionarias para hallar velocidad de la onda, las distintas longitudes de onda.II. MARCO TERICO.

[1] Una onda estacionaria es el resultado de la superposicin de dos movimientos ondulatorios armnicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos a travs de un medio. Pero la onda estacionaria NO ES una onda viajera, puesto que su ecuacin no contiene ningn termino de la forma kx-t.En una onda estacionaria se distinguen los puntos nodales (o simplemente nodos), que son aquellos puntos en que la amplitud es nula, es decir, posiciones donde no hay vibracin; los vientres o antinodos de la onda estacionaria, por el contrario, son los puntos en donde la vibracin se produce con la mxima amplitud posible.[2] Y el modo de vibracin de una cuerda se denomina a las diversas formas en que ella puede vibrar, generando ondas estacionarias. En cada modo de vibracin, la cuerda adopta una forma especfica y emite un sonido caracterstico dado por la frecuencia con que vibra.

III. MONTAJE EXPERIMENTAL.Los materiales que utilizamos para este laboratorio fueron:

Metro

[3] Imagen No. 1

Cilindro

[4] Imagen No. 2 Pita [5] Imagen No. 3 Recipiente plstico

[6] Imagen No. 4 [7]Imagen No.5El montaje que realizamos consista en generar ondas estacionarias en una cuerda con una longitud constante L. Para hacer esto, requerimos conectar un oscilador mecnico en un extremo de la cuerda y un cuerpo (en este caso cilndrico) de masa m en el otro extremo de la cuerda. Luego fijamos una frecuencia y observamos el nmero de modos normales que se presentaron en la cuerda. Despus de esto, lo que hicimos fue sumergir todo el cuerpo cilndrico en agua sin que este se pusiera en contacto con el recipiente que contena el lquido; en este caso no haba necesidad de detener el oscilador. En ese momento logramos observar como cambiaba el nmero de modos normales, se haban mas pequeos y con mayor frecuencia.

[8]Imagen No.6IV. DATOS Y ANLISIS.

Masa del Cilindr m (kg)Dimetro del Cilindro d (m)

0.6039 0.001 kg0.31 0.01 m

Tabla No. 1 (Datos de la masa y dimetro del cilindro)Modos normales (Cilindro en el aire)Modos normales (Cilindro en el agua)

Nodo(3 Nodo(5

Antinodos(4Antinodos(6

Tabla No. 2 (Datos de los nodos y antinodos presentados en la oscilacin de la cuerda)Los resultados de la segunda tabla los obtuvimos dividiendo la medida de la cuerda de longitud constante L=1.807 m entre el numero de oscilaciones.Frecuencia= 60 Hz Longitud de la cuerda= 1.807m

Dimetro cilindro= 0.31 m

H= 0.572 m

T1=0.4087 Tensin de la cuerda cuando el cuerpo est en el aire.T2=0.1471 Tensin de la cuerda cuando el cuerpo est en el agua.

Fuerza Boyante

Ecuacin para hallar la frecuencia y de donde despejamos las tensiones.

F(Hz)60 Hz

T1 (N)0.4087N

T2(N)0.1471N

B(N)0.2616

d(m) 1.807 m

Tabla No. 3 (Resultados Finales despus de hacer los clculos de las tensiones)

Proceso completo de operaciones en Anexo No. 1V. CONCLUSIONES. El nmero de antinodos cambia junto con la frecuencia ya que al cambiar de en medio (agua) la tensin de la cuerda disminuye y la vibracin nos arroja un nmero mayor de antinodos. Identificamos que al hacer oscilar una cuerda con un movimiento constante se forman ondas estacionarias que se caracterizan con tener nodos y antinodos.

La verificacin que se consigui fue la de la independencia de la velocidad respecto a la frecuencia, amplitud y longitud de onda, ya que sta (la velocidad) se mantuvo invariante ante los cambios de esos parmetros, respondiendo a la relacin,la cual nos muestra que la velocidad depende de la tensin a la que est sometida la cuerda y de las propiedades del medio, en este caso de la densidad lineal de la cuerda. Los resultados obtenidos se han extrado gracias a los datos tomados en el laboratorio. Con un correcto manejo y anlisis de la situacin, se corrobor que cuando dos ondas que viajan en sentidos contrarios se combinan por el principio de superposicin, lo cual dar paso a un patrn de vibracin estacionario llamado Onda estacionaria.

VI. REFERENCIAS. [1] http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/CursoAB2007/OndasEstacionarias06.pdf [2] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/estacionarias/estacionarias.html [3,4,5,6]Fotos tomadas en el laboratorio a los implementos utilizados. [7] http://fisica1m.blogspot.com/2009/07/modos-de-vibracion.html [8]Gua del laboratorioAnexo No. 1

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