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7/26/2019 Labfsicab Informe6ondas2 110910115903 Phpapp02

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ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FSICAS

LABORATORIO DE FSICA B

ONDAS 2

NOMBRE: Christian Lindao Fiallos

FECHA DE ENTREGA: 15 de Julio del 2011

PARALELO 9

I TRMINO 2011 2012


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1.- OBJETIVOS:

Calcular experimentalmente la rapidez de propagacin del sonido en el aire,utilizando el mtodo de resonancia.

2.- RESUMEN:

La semana pasada arm la pr ctica de !ndas 2, donde "eri#$u el "alor de la"elocidad del sonido en el aire, para ello use un dispositi"o $ue consta%a de untu%o con dos extremos li%re, donde de un extremo llena%a con agua el tu%o &del otro extremo introduc'a el sonido producido por diapasones de di(erentes(recuencias) despus de elegir un am%iente propicio para la pr ctica tom unare(erencia en el dispositi"o & "ari el ni"el del agua en el tu%o, a distanciasiguales $ue la distancia terica para la 1ra & 2da (recuencia (undamental de

para cada (recuencia de diapasn* seg+n la (rmula

(2 1)4

n v f

L

+=

, luego %us$u elni"el preciso *para $ue cada (recuencia , en el cual el sonido $ue resona%a en el

tu%o era m ximo & correspond'a a la distancia experimental para las 2 primeras(recuencias (undamentales, luego por medio de la pendiente del gra#co ( "s 1-determine el "alor experimental de la "elocidad del sonido en el aire a unatemperatura de 2/ C.

.- INTRODUCCI!N:

R"#$%&%'(&) es un (enmeno $ue se produce cuando un cuerpo capaz de"i%rar es sometido a la accin de una (uerza peridica, cu&o periodo de"i%racin coincide con el periodo de "i%racin caracter'stico de dicho cuerpo.

O%* "#+&'($%&,()son las $ue permanecen # as, sin propagarse a tra"sde un medio, & se (orman por la inter(erencia de dos ondas de la mismanaturaleza con igual amplitud, longitud de onda *o (recuencia $ue a"anzan ensentido opuesto a tra"s de un medio.

La (ormacin de ondas estacionarias en una cuerda sede%e a la suma de in#nitos modos de "i%racin,llamados modos normales, los cuales tienen una(recuencia de "i%racin dada por

3onde v es la "elocidad de propagacin, normalmentedada por para una cuerda de densidad 4 &tensin T .
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_de_resonanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%ADodo_de_oscilaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_de_resonanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza


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F,"' "%'(& %*&/"%+& - n la distri%ucin armnica de un sonido,es la (recuencia m s %a a de todas, la primaria, la $ue indica la nota $uehemos escuchado. 6ero no es el tono de ma&or amplitud, &a $ue stapuede ser ma&or en alguno de los armnicos.

.- PROCEDIMIENTO E PERIMENTAL:

M"*('(3% *" & 4" $'(*&* *" #$%(*$ "% " &(,"

- 6rimero la pro(esora nos explic el marco terico so%re este experimento& tam%in nos di o unas recomendaciones para $ue el experimento notu"iera un margen de error mu& grande.

- Cog' un uego de diapasones de distintas (recuencias, un "aso deprecipitacin lleno de agua & el dispositi"o especializado para estapr ctica, el cu l consta%a de un tu%o cerrado con dos aperturas $ueesta%an a presin atmos(rica, tam%in consta%a de una medicin entoda la longitud del tu%o para medir los ni"eles de re(erencia para cada(recuencia.

- 7us$u una zona cerca del la%oratorio $ue sea lo m s calmada posi%le.

- Llen con agua, *del "aso de precipitacin , el dispositi"o especializado

para esta pr ctica.- 8om mi re(erencia en la parte superior del tu%o del dispositi"o, & a partir

de este punto tom el ni"el de ele"acin del agua del tu%o.

- n la (rmula de (recuencias para las (recuencias del tu%o del dispositi"o(2 1)

4n v

f L+=

, despe la longitud 9L:, luego e"alu en (recuencia igual al deldiapasn $ue us & en n;1 & luego encontr la distancia, desde el puntode re(erencia, $ue de%er'a tener el ni"el de agua para $ue exista

resonancia a esta primera (recuencia (undamental.

- Con el cali%rador del dispositi"o de esta pr ctica, mo"' el arro deldispositi"o a una distancia tal $ue el ni"el del agua su%i hasta unadistancia 9L: del punto de re(erencia.

- Con la a&uda de un compa


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del dispositi"o, escuch la intensidad del sonido $ue re%ota%a en el aguadel dispositi"o.

- =i el sonido era d%il, desplaza%a el arro un mil'metros m s arri%a, &escucha%a el sonido resonante) si el sonido se de%ilita%a, desplaza%a el

arro hasta unos mil'metros mas de%a o de su posicin inicial & %us$u elni"el del agua, al cual el sonido emitido por el tu%o era m ximo.

- >note la distancia 9L1: para la 1ra (recuencia (undamental del diapasnelegido.

- Luego encontr la distancia terica 9L2: a la cual exist'a resonancia en eltu%o con la 2da (recuencia (undamental.

- ?epet' los pasos anteriores para encontrar la distancia 9L2: experimentala la cu l exist'a resonancia en el tu%o.

- >note la distancia 9L1: para la 2da (recuencia (undamental del diapasnelegido.

- ?epet' todos los pasos anteriores para los restantes diapasones, &encontr las distancias 9L1: & 9L2: para cada (recuencia de losdiapasones restantes.

- ?ealice los c lculos respecti"os & gra(i$ue ( "s 1- , con la cu l encontrla pendiente de dicha cur"a $ue (ue aproximadamente igual a la

"elocidad del sonido en el aire.

5.- RESULTADOS:

1. O6#",4&'($%"# 7 D&+$#

&8 M"*('(3% *" & 4" $'(*&* *" #$%(*$ "% " &(,".

&18 C$/ "+" & +&6 & *" *&+$# /$#+,&*&

Med las diferentes longitudes L1 y L2 para cada diapasn de determinadafrecuencia, y med la temperatura ambiente y obtuve los siguientesresultados:


5/9

F H;8 L1 /8 L 2 /8 2


6/9

0.D 0. 1 1.1 1.2 1.@ 1./ 1.5 1.E0

100

200

@00

/00

500

E00

1?= 1?/8

1?#8

& 8 E%' "%+," " 4& $, *" & 4" $'(*&* *" #$%(*$ "% " &(," & &+"/ ",&+ ,& &/6("%+" #&%*$ " , '$.

01 1

0

500 400357.14( / )

1.4 1.12 F

F

f f m m sg

= = =

01 1

0

F

F

f f Am

B = =

0 0.05 0.05 0.1 F A f f = + = + = 1 1 2 20 0(0.002)( ) F F B = + = +

2 202

1( ) ( ) (0.1) (0.002)( ) 7.84 F

m m Am A B

A B B B = + = + =

[ ]357.14 7.84 ( / )m m sg =

2. A% (#(#


7/9

&8 E%' "%+," & *( ","%'(& ," &+(4& "%+," " 4& $, +"3,('$ 7 " 4& $," ",(/"%+& *" & 4" $'(*&* *" #$%(*$ "% " &(,". U+( ('" &*( ","%'(& > T"$ E 8 1008 ?T"$

Velocidad del sonido a 24C:

( )(331.6) 1 345.87( / )

273 sonidoT C

V m sg

+

Porcentaje de rror de la !elocidad del sonido en el aire:

345.87 357.14" (100) (100) 3.26"

345.87Teo Exp

Teo = = =

68 T$/&%*$ "% ' "%+& " & &,&+$ " +( (;3) #" & " $, %$ #"$6+ 4$ %& '$%'$,*&%'(& " &'+& "% & ," %+& &%+",($,.

3e%ido a sensi%ilidad auditi"a $ue tu"e & tam%in de%ido al ruido $ue exist'aen el am%iente de tra%a o lo cual $uita%a percepcin so%re cu l era el puntode m xima resonancia en el tu%o del dispositi"o.

'8 K " "'+$ $*, & +"%", " 4& $, #$6," & ,"' "%'(& ,"#$%&%+"*" + 6$

>umentar'a la intensidad del sonido resonante, &a $ue el sonido sepropagar'a de un medio m s denso *el aire $ue rodea el diapasn , a unomenos denso *el "apor & llegar'a a re%otar en la super#cie del agua con m samplitud & longitud de onda, manteniendo su (recuencia.

*8 U% + 6$ &6(",+$ *" 3, &%$ / #('& *" .0/ *" $% (+ * 7 0.15 *"*( /"+,$ ,"# "%& ' &%*$ #" #$ & '$%+,& # &6",+ ,& & 20@C. KC"# & ,"' "%'(& *" & %$+& ,$* '(*&

(2 1)( )4

n v f

L+= ( )(331.6) 1 343.53( / )

273 sonidoT C

V m sg

+

>sumiendo la 1 (recuencia (undamental


8/9

(343.53 / )28.63

4(3 )m sg

f Hz m

= =

.- DISCUSI!N:

n el experimento, cuando use un diapasn de @20 Gz o%tu"e una longitudde de onda de *1.10A0.002 m, mientras $ue cuando use un diapasn [email protected] Gz o%tu"e una longitud de onda de *0.EEA0.002 m, disminu&endonota%lemente la longitud de la onda de sonido producido por los diapasones)esto ocurri de%ido a $ue la (recuencia es in"ersamente proporcional a lalongitud de onda & o%edece a la relacin 9 ;"-(:.

Cuando %us$u el ni"el del agua para $ue existiera la m xima resonancia enel tu%o, pude notar $ue cuando me u%ica%a en ni"eles superiores ein(eriores del ni"el del agua #nal para resonancia, el sonido disminu'aproporcionalmente al ale amiento del ni"el #nal del agua) esto ocurri de%idoa $ue la onda re%ota%a en el agua antes & despus de los 1D0 lo $ueocasion $ue la onda sonora resultante sea irregular & produzca menossonido de%ido a $ue las columnas de aire presentes en el interior de la ondaeran menores $ue las columnas $ue ha& en una onda $ue re%ota a 1D0 .

.- CONCLUSI!N:

n esta pr ctica pude compro%ar $ue la "elocidad del sonido en el aire esuna magnitud casi constante, $ue "aria ligeramente con los cam%ios detemperatura) esto lo pude cuanti#car al encontrar la pendiente de la gr #ca( "s 1- , la cual me dio un "alor aproximado al de la "elocidad del sonido a2/ C, $ue (ue la temperatura a la $ue realic el experimento.

n esta pr ctica o%tu"e una "elocidad experimental del sonido en el aire [email protected]/ m-sg, o%tenindose un error de aproximadamente @H, lo $uesigni#ca $ue la pr ctica es cali#cada como mu& %uena, & $ue las condicionesen las $ue hice la pr ctica & el estado de los dispositi"os eran acepta%les)una de las posi%les causas de este error (ue el ruido de la atms(era en la

$ue tra%a , el cual inter(er'a en la audi%ilidad del sonido $ue re%ota%a en elagua, el cu l era pe$ue


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http --es.Ii ipedia.org-Ii i-!ndaKestacionariahttp --es.Ii ipedia.org-Ii i-?esonanciaKH2DmecHC@H>1nicaH2http --III.duiops.net-hi#-enciclopedia-(recuencia (undamental.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_estacionariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_(mec%C3%A1nica)http://www.duiops.net/hifi/enciclopedia/frecuencia-fundamental.htmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_estacionariahttp://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia_(mec%C3%A1nica)http://www.duiops.net/hifi/enciclopedia/frecuencia-fundamental.htm

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