cuerdas vibrantes

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  INTRODUCCION El presente informe de física lleva por título “Cuerdas Vibrantes” en el cual trataremos el tema de ondas estacionarias ,en este laboratorio se analiza el comportamiento de una onda estacionaria en un modelo real de laboratorio donde 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; además de otros aspectos importantes en el estudio del movimiento de una onda que nos ayudaron a comprender mejor fenóm
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  1 INTRODUCCION El presente informe de física lleva por título “ Cuerdas Vibrantes ” en el cualtrataremos el tema de ondas estacionarias ,en este laboratorio se analiza elcomportamiento de una onda estacionaria en un modelo real de laboratoriodonde se nota la relación entre la frecuencia y la tensión, la velocidad de laonda y la tensión, la longitud de la cuerda y la frecuencia; además de otrosaspectos importantes en el estudio del movimiento de una onda que nosayudaron a comprender mejor fenómenos cotidianos asociados con dicho temacomo lo son el análisis de la importancia de las cuerdas en los instrumentosmusicales, el eco; entre otras.Por último esperamos que el presente informe sea de su agrado. 1.-OBJETIVO Estudiar las principales características físicas de las ondas formadas en unacuerda vibrante como son: longitud, frecuencia y velocidad de propagación.Determinar gráficamente los puntos donde se encuentra la mayor energíapotencial y cinética en la cuerda.El objetivo del experimento es encontrar la velocidad de propagación de unaonda en una cuerda, para diferentes tensiones  2 3.-PROCEDIMIENTO  Disponga del equipo y ármelo sobre la mesa, según las indicaciones delprofesor.  Pesar las pesitas dadas para obtener la fuerza que se va a colocar en elbaldecito.  Poner en el baldecito diferentes pesitas y hacer funcionar el oscilador,variando lenta y cuidadosamente la distancia del oscilador hasta la poleahasta que se forme uno o varios nodos.  Anotar la distancia y la cantidad de nodos obtenidos.  Repetir los pasos variando la tensión ejercida sobre la cuerda y ladistancia entre el oscilador y la polea, también su puede trabajar.  También se puede trabajar con la misma fuerza variando las longitudes.  3 4.-FUNDAMENTO TEORICO Superposición de OndasCuando dos o más ondas mecánicas de igual frecuencia son transmitidas enun medio, el resultado es una onda que es la suma de ellas. Esto significa queen cada punto del medio, el desplazamiento es la suma de los desplazamientosindividuales que produciría cada una de las ondas; a este resultado se leconoce como Principio de Superposición. Ver la figura 1.Figura 1.- Superposición de Ondas.Ondas EstacionariasCuando en un medio/ como una cuerda o un resorte, se genera una oscilaciónen uno de sus extremos, comienza a propagarse una onda. Al llegar al otroextremo del medio, la onda sufre una reflexión y viaja en sentido contrario porel mismo medio. De esta forma en el medio se tienen dos ondas de igualescaracterísticas que se propagan en sentido contrario, lo cual da srcen a unaonda estacionaria.   Onda resultante con lamisma frecuencia peromayor amplitud  4 La onda estacionaria recibe su nombre del hecho que parece como si no semoviera en el espacio. De hecho cada punto del medio tiene su propio valor deamplitud. Algunos puntos tienen amplitud máxima, son llamados antinodos, yotros puntos tienen amplitud igual a cero y son llamados nodos. Los nodos sedistinguen muy bien porque son puntos que no oscilan.La figura 2 muestra el comportamiento de una onda estacionaria en el tiempo.También se señalan sus diferentes partes.Figura 2.- Onda Estacionaria.Velocidad de una OndaDel análisis del movimiento ondulatorio y de la definición de velocidad v: t d v  (1)donde d es la distancia que se recorre en un tiempo t, se puede determinar unaexpresión para la velocidad de la onda. Por definición, el período T de unaonda es el tiempo en el que se transmite una oscilación completa. Si la longitudde la onda es \, en un tiempo igual al período la onda se habrá desplazado unadistancia igual a \. Por lo tanto, la velocidad de la onda será: T v    (2)El período T está relacionado con la frecuencia / de la onda de acuerdo con lasiguiente ecuación:  f T  1  (3)Sustituyendo esta expresión en la ecuación (2), obtenemos otra expresión parala velocidad de la onda:
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