Informe 4- Ondas estacionarias en una cuerda.docx

Ondas estacionarias en una cuerdaHuaroma Yngrid; Neciosup Jorge; Vargas Rodrigo; Flores Macarena Universidad Cesar Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Ambiental Fecha de entrega del informe: 26 de noviembre de 2014 Resumen Paso a paso en este informe se estudiará las ondas estacionarias en una sola cuerda, y de esta forma poder analizar el comportamiento de una onda, así como también la cantidad de ondas que ha de ver en cada uno de los sistemas a construir. Para la elaboración de las ondas, se trabajó con instrumentos que facilitaron la recopilación de datos, los cuales se nota la relación entre la frecuencia y la tensión, la velocidad de la onda y la tensión, la longitud de la cuerda y la frecuencia, de las cuales estas medidas tienen que ser precisas para poder calcular la cantidad. Donde nos percatamos por medio de los valores hallados, la frecuencia experimental se pudo comparar estas con las teóricas, hallando los errores porcentuales. Palabras claves: Vibración, ondas, longitud 1. Introducción En el presente determinar y observar experimentalmente la informe realizado observamos el análisis del movimiento generado por un vibrador a una cuerda formación de ondas. 2. Fundamento Teórico 2.1 Ondas: Una onda es una tensa la cual es de gran importancia ya perturbación que se propaga desde que nos permite observar las ondas. el punto en que se produjo hacia el Una onda estacionaria se forma por medio que rodea ese punto. la interferencia de dos ondas de la 2.2 Ondas estacionarias: Cuando dos misma naturaleza con igual amplitud, ondas que se propagan en sentidos longitud de onda (frecuencia) que opuestos interfieren avanzan en sentido opuesto a través de un medio. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima. 2.1.1 Velocidad de propagación v= √ T μ (1) v :velocidad de propagación T :Tensión 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 μ : Densidad 2.1.2 Longitud de onda longitud de onda. Nuestra prioridad es llegar a 1 (Fig. se emplearon  los Fig.(Fig. 2 . 3  Regla milimetrada. 1).7 metros (Fig. Detalles experimentales 3. referente a de ondas estacionarias en una cuerda.1 Polea (Fig.1.2 3. Vibrador mecánico. 4) siguientes materiales.γ= 2L n (2) γ : Longitud de onda  n : Nº de nodos Fig.3) Materiales y metodología En la presente práctica laboratorio.3 Frecuencia f= nv 2L (3) Fig.2) L: Longitud de cuerda 2.1  Cuerda de aproximadamente 1. 2 Procedimiento de la obtención de datos Después de la explicación recibida de parte del profesor. 9) Fig.6) Fig.7)  Se colocó el vibrador mecánico encima de la mesa de trabajo.6  práctica. 9 3. con respecto a la presente Fig. se realizó los siguientes procedimientos: Juego de pesas.5) Fig.7  Abrazadera (Fig. 4  Nuez (Fig. (Fig.Fig.5  Wincha (Fig.8  Una balanza electrónica (Fig. (Fig.12) Fig.8) 3 . 09 Kg.13) Fig.15) Fig.14) Fig.24 Kg.47 Kg. ). la cuerda de hilo pabilo medido. ( Fig.16. cada una de las masas a utilizarse. 15  Se pesó en la balanza digital. M2= 0. 12  Se ajustó el vibrador mecánico con la abrazadera. (Fig. 16 4 . obteniendo los siguientes datos: M1= 0. 18. M3= 0.70 m de hilo pabilo.05 Kg. (Fig. 14 Se peso en la balanza digital. M4= 0. 17. una medida de 1. 19)  Se Se midió con la wincha. de tal manera que quedó estable a la mesa. Fig. (Fig. 13 Ver Tabla 1. (Fig. pasando por la polea y sobre la base de un soporte de metal. 20 5 . (Fig. 21.20. 17  Fig. 18 Fig.Fig. la pesa (M1). 19 Se amarró el hilo pabilo al extremo del vibrador mecánico y al otro extremo. 22) Fig. Fig.  Fig.22)  Se repitió el procedimiento de medida de longitud de onda para cada una de las masas (M1. 21 Luego se enchufó y prendió el vibrador mecánico y se midió la longitud de onda observada. 21 sacando un promedio de medida). (Ver tabla 1). M4 ) y se anotaron los datos . M3. (Fig. (Se repite en cuatro veces consecutivas este paso y se toman los datos Fig. M2. 22 6 . 52 36.43 1.32 γ 2 (m2) γ (m) 0.49 0.16 0.09  γ 2(1.09 1.24 0. Recolección de datos Tabla Nº1: La tabla muestra los datos recolectados de los movimientos de la cuerda Número de antinodo s 4 2 2 1 Masa colgante kg T(N) V(m/s) 0.6 27.4.09 0.24 kg  γ =0.66 m3 : 0.05 kg Para  γ =0. Resultados a.05 0.07  Para la m4 : 0.35 4.19 Formula general para hallar la longitud de onda: γ= 2L n γ= longitud de onda L= longitud de la cuerda en m n= número de antinodos  m1 : 0.7) 2γ+ = 2 2  γ =1.66 1.6) 3γ+ = 2 3    Modo teórico  γ =0.3  γ =1.64  Modo teórico γ 2(1.32    Para la Modo practico  Para la γ =0.48 0.47 kg  γ =3.4 0.48  Modo práctico  7 .27 84.09 kg   Modo teórico     Modo teórico γ =2 (1.18 2.65) 1 Modo práctico γ =1.47 0.4  Modo práctico  γ 2(1.61) γ+ = 2 1  m2 : 0.88 2.88 60.  8 . Análisis de datos  El Instituto tecnológico y de Estudios superiores Monterrey Campus ciudad de México. realizo el mismo trabajo llamado “Ondas Estacionarias” utilizando los mismos materiales que hemos usado.  En la recolección de datos de este instituto se observa que al igual que nosotros que a medida que disminuye en número de antinodos.  También se aprecia al igual que en nuestro trabajo que a mayor tensión aplicada a la cuerda. ∆K . W. Presentación de los datos    γ 2 (m2) γ (m)              Tabla 1: Masa total del móvil   Masa total del móvil   Tabla 2: Datos de las mediciones de tiempo.0003 kg.  c. en este trabajo se usó como longitud de la cuerda la misma medida.b. distancia y de  ello se desprende la Vf. F.  1. arrojando como resultado que haya un mínimo margen de error en los resultados. menor será el número de nodos. aumenta la medida de la longitud de cuerda. a. 5. Las ondas solo se producirán cuando la cuerda este completamente estirada.es/basicas/udf isica/asignaturas/fisica/ondas/armonicas . 7.1 Cuando la tensión aumenta a frecuencia constante ¿el número de antinodos aumenta o disminuye? Explicar según lo observado. / (ANEXO 1) ondulatorio y ondas. [2]Universidad Politécnica de longitud de onda. 19. Recomendaciones  Es necesario buscar un horizonte nivelado para que los soportes extendidos en el suelo. 8. La persona que observaciones debe realice ser Madrid (s.2 Cuando la tensión aumenta a frecuencia constante ¿la velocidad de las ondas aumenta o disminuye? Explicar según lo observado.pdf 11. Recuperado de http://acer. en las 3 primeras masas se observó una diferencia mínima pero en la cuarta pesa se observa un margen de error de 1. H (s. ya que si hubiésemos alguna fuerza. 18. 17. 9. no se pudo completar debido a que el peso era mayor que el PALO y por ende se caía. es decir  tenga tensión definida. 15. Cuestionario 8. Movimiento Ondulatorio. Referencias Bibliográficas 10.pe/docs/elibr 9 . 6. encontrar la frecuencia del vibrador mecánico utilizado. graficar en papel milimetrado (o en un graficador). R.forestales. la las muy (T ) tensión " y" en eje cautelosa para poder observar con  (2 ) precisión las longitudes de onda. Recuperado de http://biblioteca. entonces esta hubiera influido en los resultados.upm. / 8. [1] Medina.pucp.3 De la Tabla 1. En el caso de la última masa. 14.f.com/read/002105 125f34a4f981d81 13. se aproximen con más exactitud a su  equilibrio.f). R. una vez en el eje calculado la pendiente. / 16.html 12. http://es.edu. R. 21.). La tensión es directamente  proporcional a la longitud de onda. Reconocer los materiales antes de longitud de onda usarlos "x" con la finalidad de familiarizarse con ellos.calameo.85  m. 20. Conclusiones  De acuerdo a la formula teórica y os_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica2 experimental para determinar la _Cap3. 8. Movimiento y la . / 34. ¿Qué hilo tendrá mayor frecuencia? 24. si cada uno está vibrando en su modo fundamental. √ 1 T f 1= 2 L μ1 √ 1 t 2 L μ2 Para hallar la relación ente las frecuencias. pero diferentes longitudes de onda? Explique su razonamiento. está en relación a sus densidades 26. explique (MACA) 10 . 8. Las dos ondas viajan a la misma velocidad en la misma dirección. b) diferentes longitudes de onda. 27. 8. 2 f 2= √ f 1 2 tener a) diferentes frecuencias. R. lo cual es razonable ya que el hilo A es más densa y por consiguiente la frecuencia a la que vibra va a ser menor que la frecuencia del hilo B . Sería posible que ambas ondas tuvieran diferentes amplitudes y diferentes longitudes de onda (diferentes frecuencias). c) diferentes rapideces. / 37. es menor a la frecuencia fundamental del hilo B. R. pero ambos tienen la misma tensión y la misma masa. cómo crearía tal onda 36. e) la misma frecuencia. 32. 8. d) diferentes amplitudes.22. pero la velocidad debe ser la misma para ambas ondas. / 25.4 Suponer que el hilo A es dos veces mayor que el hilo B. Las frecuencias de cada uno de los hilos. Esta relación nos indica que la frecuencia fundamental del hilo A.5 Dos ondas viajan en la misma cuerda.6 ¿Es posible tener una onda longitudinal en una cuerda estirada? ¿Por qué? ¿Es posible tener una onda transversal en una varilla de acero? ¿Por qué? En caso de una respuesta afirmativa. se despeja L en cada relación y se igualan ya que los dos hilos poseen la misma longitud. 33. 38. Dando como resultado la siguiente relación: 30. μ1=2 μ2 Cada uno de los hilos vibra en su modo fundamental 28. ¿Es posible para ambas 23. 31. 35. R. Ambas tienen la misma amplitud y la misma longitud de onda. f 2= 29. 25 m √ T 49. γ =2. de una onda transversal sinusoidal. / γ= 2L n 45. Hallar el módulo de la fuerza de tensión en la cuerda.5 44.7 Un tubo de goma de 10 metros de y tiene una densidad de µ= 0.04 51.25) 1 46. γ= 2(1. R.04 √ T 50. 11 . / 41.8 Se tiene una cuerda vibradora cuyo primer armónico es 50 Hz. 8. 2. 625 N=T 52. 39. a un resorte fijo una cuerda atada al otro extremo del tuvo pasa por una polea y sostiene un cuerpo con un peso de 7. R.5 ∙50= 0.04 longitud y 2 kg de masa está sujeto kg /m 42. √ T 48. v = μ 40. 47. Hállese la rapidez de propagación 43.8.2N como se muestra en la figura Si él tuvo es golpeado transversalmente en el extremo B. γ ∙ f = 0. si se longitud es de 1.