Práctica de Laboratorio ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA

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1. INTRODUCCIÓN
En esta práctica se va a estudiar la propagación de ondas armónicas transversales en una
cuerda tensa y la forma en que se superponen para dar lugar a ondas estacionarias.
La velocidad de propagación de cualquier onda transversal en una cuerda tensa está dada
por la expresión:
v=
T
µ
(1)
Donde T es la tensión en la cuerda y µ es la densidad lineal de masa. De otro lado, la
velocidad de propagación de cualquier onda periódica está dada por:
v = λf
(2)
donde f es la frecuencia y λ la longitud de onda.
2. PROCEDIMIENTO
En el montaje de la figura 1 un vibrador envía un tren de ondas sinoidales a una cuerda
tensa de longitud L. La onda viaja hacia el otro extremo de la cuerda, donde se refleja. La
superposición de las ondas incidente y reflejada puede dar lugar a ondas estacionarias
siempre que la tensión, la frecuencia y longitud de la cuerda tengan valores apropidados.
Vibrador
Figura 1
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En este laboratorio la tensión de la cuerda se puede ajustar colgando pesos a través de una
polea, el vibrador genera tres valores diferentes de frecuencia (30 Hz, 60 Hz y 130 Hz) y la
longitud de la cuerda pueda puede variarse alejando o acercando el vibrador a la polea.
2.1 Haga el montaje de la figura 1. Cuelgue de la cuerda un peso de unos 20 g y ponga a
funcionar el vibrador en la frecuencia de 30 Hz. Ahora acerque o aleje cuidadosamente
el vibrador de la polea hasta lograr un modo de onda estacionaria bien definido. Esto
es, una configuración estable con un número definido de vientres y nodos. Mida la
longitud de onda y la tensión de la cuerda correspondientes.
2.2 Repita 2.1 para otras cuatro tensiones manteniendo constantes la frecuencia y el modo
de vibración. Con sus medidas y de las expresiones (1) y (2) calcule la frecuencia de
oscilación para cada caso. Promedie las cinco frecuencias obtenidas y compare el
resultado con el valor nominal de la frecuencia establecido para el vibrador.
2.3 Repita 2.1 y 2.2 para las otras dos frecuencias disponibles de 60 Hz y 130 Hz.
3. PREPARACIÓN
Revise los siguientes conceptos: Propagación de ondas en una dimensión, ondas armónicas,
ondas en una cuerda tensa, principio de superposición de ondas y ondas estacionarias en
una cuerda tensa.
Densidad Lineal de Masa de la cuerda: __________________ g/m = __________________ kg/m
Frecuencia
Nominal
del
Generador
(Hz)
Masa
Colgante
(g)
Tensión
(N)
Longitu
d de
Onda
esperad
a
λ (m)
(m/s)
Velocidad de la
Onda
v=
T
v
=
f
Vientres
Vientresç
______
λ1 (m)
L1 (m)
_____
L2 (m)
Frecuencia
Medida
λ2 (m)
Promedio
λ (m)
f (Hz)
f=
v