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INFORME MÁQUINA DE ONDAS MECÁNICAS

PRESENTADO POR:

SERGIO GALINDO - 20171032024 ANDRÉS MARROQUIN - 20171032030 ANDRÉS ZAMUDIO - 20162032236 JHONY AGUIAR - 20181780014

PRESENTADO A:

OMAR ANDRES CAMACHO M

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES INGENIERÍA TOPOGRÁFICA BOGOTA D.C 2019

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

3

OBJETIVOS

3

objetivo general

3

objetivo específico

3

MARCO TEÓRICO

3

Ticometro

6

PROCEDIMIENTO

6

Materiales

6

Creación de maquina

9

Datos Específicos

10

CONCLUSIONES

11

BIBLIOGRAFIA

11

INTRODUCCIÓN

El presente informe da muestra de la creación de una máquina que genera ondas mecánicas, hecha con el fin de identificar los tipos de ondas mecánicas, como lo son las ondas transversales y las ondas longitudinales, sabiendo que las ondas transversales oscilan en el eje Y y las ondas longitudinales oscilan en el eje X.

OBJETIVOS

General: Crear una máquina que genere algún tipo de onda mecánica. Específicos: -

Identificar las características de las ondas que podamos determinar mediante la máquina. Experimentar como varían los modos de oscilación cambiando la fuerza que se le ejerce a la cuerda.

MARCO TEÓRICO

Ondas mecánicas: Una onda es una perturbación de alguna propiedad de un medio, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal o el vacío, y las propiedades que sufren la perturbación pueden ser también variadas, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético.

La propiedad del medio en la que se observa la particularidad se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo

. Matemáticamente se dice que dicha función

es una onda si verifica la ecuación de ondas: donde v es la velocidad de propagación de la onda. Por ejemplo, ciertas perturbaciones de la presión de un medio, llamadas sonido, verifican la ecuación anterior, aunque algunas ecuaciones no lineales también tienen soluciones ondulatorias, por ejemplo, un solitón.

Las ondas se clasifican atendiendo a diferentes aspectos: En función del medio en el que se propagan Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo, una onda se propaga a través de ella. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, de las cuales podemos mencionar a las ondas sísmicas; las ondas sonoras y las ondas de gravedad. Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado. Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo. En función de su propagación o frente de onda

Propagación de una onda por presión dentro de un émbolo. Ondas unidimensionales: las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos. Ondas bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él. Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Son ondas tridimensionales las ondas sonoras (mecánicas) y las ondas electromagnéticas. En función de la dirección de la perturbación: Ondas longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal. Ondas transversales: las partículas se mueven perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. En función de su periodicidad: Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal. Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

Ticometro: El Ticometro es un dispositivo que sirve para estudiar el movimiento. Consta de un vibrador electrónico a través del cual puede pasar una cinta de papel o tira de papel. un disco de papel pasante o papel carbón situado entre el brazo vibratorio y la cinta de papel deja una marca sobre la cinta cada vez que el brazo asciende y desciende.

PROCEDIMIENTO

Materiales: -

Motor de juguete.

(fuente de imagen: elaboración propia)

-

Cables de conexión

(fuente de imagen: elaboración propia) -

Base de madera.

(fuente de imagen: elaboración propia) -

Botón

. (fuente de imagen: elaboración propia)

-

Palo de balso.

(fuente de imagen: página web wikipedia.org)

-

Clavo.

(fuente de imagen: página web wikipedia.org)

-

Pila.

(fuente de imagen: elaboración propia)

Creación máquina: 1) Se pega el motor a la base de madera. 2) Se añade a X distancia del motor el palo de balso, que será el extremo fijo de la cuerda. 3) Se añade el clavo al palo de balso, que allí es donde estará sujeta la cuerda. 4) Se inserta la cuerda al botón, sujetándola bien. 5) Se añade la pila al motor. De esta manera al añadir la pila al botón, el rotor de esté comenzará a rotar y hará que la cuerda comience a oscilar. Mientras tanto se le ejercerá manualmente cierta fuerza al otro extremo de la cuerda, y de este modo podemos ver que se crean ondas transversales.

(fuente de imagen: elaboración propia)

(fuente de imagen: elaboración propia)

DATOS ESPECIFICOS Madera=2,5g Objeto 1= 3 nodos λ= 0,135m T=0.02s F=50hz A=2cm V=6,75m/s Pila= 12g Objeto 2= 2 nodos λ= 0,28m T=0,02s F=50hz A=0,5cm V=14m/s

V=λ F

Hilo= 5g Objeto 3= 2 nodos λ=0,27m F=5hz T=0,02s A=1cm V=13,5m/s

CONCLUSIONES

-

-

Se concluye que la máquina que se creó para para producir ondas, produce ondas transversales. Si se coloca una regla en la parte posterior de la máquina, podremos identificar el periodo (T) que existe entre cada nodo de oscilación. Teniendo el periodo se puede hallar la frecuencia con que oscila la cuerda. Entre más fuerza se le ejerza a la cuerda, el número de nodos de oscilación será mayor, por consiguiente, entre la fuerza sea menor, el número de nodos también será más bajo. Por medio de la regla se puede detallar la longitud de la onda.

BIBLIOGRAFÍA

Imagen tomada de: https://www.google.com/search?q=ticometro&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahU KEwjrwNf_sNfgAhUlwlkKHdtqAUgQ_AUIDigB&biw=1366&bih=635#imgrc=zaoBodY _InM5RM:. El día 25/02/19. Fisicalab. Artículo tomado de página web: https://www.fisicalab.com/apartado/ondasmecanicas#contenidos. El día 25/02/19.