LAB 11 Resonancia en Columnas de Aire

GUÍA Nº 11
RESONANCIA EN COLUMNAS DE AIRE: TUBO ABIERTO Y TUBO CERRADO
1.- Introducción
Los tubos que contienen columnas gaseosas pueden tener los dos extremos
abiertos (tubo abierto) o un extremo abierto y el otro cerrado (tubo cerrado)
Tubos Abiertos.
En el caso de un tubo abierto de longitud L, los dos extremos corresponden a
vientres de la onda estacionaria. Debido a que la distancia entre dos vientres
sucesivos es la misma que entre dos nodos sucesivos, este caso es similar al de la
cuerda, invirtiendo las posiciones de los nodos y los vientres y siendo v la
velocidad de propagación de la onda en el medio gaseoso.
Tubos Cerrados.
En el caso de un tubo cerrado de longitud L, el extremo cerrado del tubo coincide
con un nodo mientras que el libre coincide con un vientre. Por lo tanto debe haber
un número entero impar de cuartos de longitud de onda que ajuste la longitud total
del tubo, es decir, se cumple:
λ2 n −1 =
4L
2n − 1
4L
2n − 1
v
=
= (2n − 1) f1
λ2 n −1 =
f 2 n −1
λ2 n −1
n = 1,2,3.....
Donde n =1 corresponde al armónico fundamental. Nótese que en este caso no
aparece ninguno de los armónicos pares
2.- Aprendizajes Esperados
a) De acuerdo al programa de estudios
2.1.- Criterios de Evaluación
a) Construir un sistema parlante - tubo - sonómetro, alimentado por un
generador de ondas para obtener la curva de resonancia del sistema.
3.-Materiales
a)
b)
c)
d)
Un parlante
Un sonómetro
Generador de funciones
Tubos de PVC de diferentes largos y diferentes diámetros
Asignatura: Física Óptica
Área Ciencias Básicas
Responsables: Patricio Pacheco H./Jacqueline
Alea P.
Fecha actualización: Otoño 2009
4.- Actividades
4.1.- Procedimiento
4.1.1 Actividad 1. Tubo Abierto
a) Construya el dispositivo mostrado en la figura y encuentre las frecuencias de
resonancia.
b) Agrupe sus datos en una tabla de valores donde indique frecuencia (eje
horizontal) Versus Intensidad Sonora medida en Decibeles (eje vertical).
4.1.2 Actividad 2
a) Repita el procedimiento esta vez para el tubo cerrado en un extremo (tape
el lado que da al parlante con una banda de hule que puede ser un globo)
4.1.3 Actividad 3
a) Modifique la longitud del tubo de PVC y realice las mediciones de intensidad
versus frecuencia constante.
b) Agrupe sus datos en un Tabla de Valores y Grafique Intensidad (Eje
vertical) versus Longitud (Eje Horizontal).
4.2.- Cálculo y Resultados
a) Grafique para cada Actividad Intensidad Versus Frecuencia.
b) Analice cada actividad. Respalde sus afirmaciones con su trabajo
experimental.
c) Enuncie sus conclusiones y fundaméntelas
5.- Bibliografía
1. R. Serway, Vol. II , Física, Editorial Mc Graw – Hill, 2005
2. Tipler,.Fisica, Editorial McGraw - Hill, 1999
3. Sears y Zemansky, Fisica General, Editorial Aguilar S.A. , España, 1980
Asignatura: Física Óptica
Área Ciencias Básicas
Responsables: Patricio Pacheco H./Jacqueline
Alea P.
Fecha actualización: Otoño 2009