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Practica No. 1 PROPAGACION DE ONDAS

Marcelo Martínez Guillén

Laboratorio de Física María de los Ángeles Mendoza Cano

Objetivo Aplicación de los conceptos básicos de propagación de onda.

Marco teórico

Decimos que una partícula o sistema tiene movimiento armónico simple (m.a.s) cuando vibra bajo la acción de fuerzas restauradoras que son proporcionales a la distancia respecto a la posición de equilibrio. Decimos, entonces, que dicho cuerpo es un oscilador armónico. Decimos que un cuerpo oscila o vibra cuando se mueve de forma periódica en torno a una posición de equilibrio debido al efecto de fuerzas restauradoras. Las magnitudes características de un movimiento oscilatorio o vibratorio son: 1. Periodo (T): El tiempo que tarda de cumplirse una oscilación completa. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo (s) 2. Frecuencia (f): Se trata del número de veces que se repite una oscilación en un segundo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el hertzio (Hz)

El periodo y la frecuencia son magnitudes inversas: Marcelo Martínez Guillén

f=1/T

Magnitudes del movimiento armónico simple 1. Elongación, x: Representa la posición de la partícula que oscila en función del tiempo y es la separación del cuerpo de la posición de equilibrio. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m) 2. Amplitud, A: Elongación máxima. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m). 3. Frecuencia. f: El número de oscilaciones o vibraciones que se producen en un segundo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Hertzio (Hz). 1 Hz = 1 oscilación / segundo = 1 s-1. 4. Periodo, T: El tiempo que tarda en cumplirse una oscilación completa. Es la inversa de la frecuencia T = 1/f . Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo (s). 5. Fase, φ : La fase del movimiento en cualquier instante. Corresponde con el valor φ=ω⋅t+φ0. Se trata del ánguloque representa el estado de vibración del cuerpo en un instante determinado. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad). Cuando se produce una Marcelo Martínez Guillén

oscilación completa, la fase aumenta en 2·π radianes y el cuerpo vuelve a su posición (elongación) x inicial. Esto es debido a que cos(φ)=cos(φ+2⋅π) 6. Fase inicial, φ0 : Se trata del ángulo que representa el estado inicial de vibración, es decir, la elongación x del cuerpo en el instante t = 0. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad) 7. Frecuencia angular, velocidad angular o pulsación, ω : Representa la velocidad de cambio de la fase del movimiento.

Material y equipo 3 cuerdas de diferentes diámetros 1 Bocina para generar el movimiento ondulatorio 1 regla

Procedimiento Cuerda 1 (amarilla) Cuerda 2 (azul)

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Para estos dos tipos de cuerdas (amarilla y azul) el procedimiento fue el mismo, ya que se trababa de amarrar uno de los extremos para que quedara bien sujeta y del otro podríamos ir variando la tensión que se ejercía sobre esta. Ya que teníamos la tensión deseada podíamos mover la parte central de la cuerda para ir generando las ondas, se repitió varias veces este método para ir observando los cambios que se generaban y escoger el mejor momento para tomar los datos. Cuerda 3 (negra)

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Para esta cuerda el procedimiento fue diferente pero con los mismos fines de obtener los datos. Un extremo de la cuerda se sujetó en la parte central del cono de la bocina y se podría regular la tensión de la cuerda sujetándola del otro extremo con la mano, al encenderse la bocina esta generaba diversas frecuencias con su movimiento vibratorio, también se repitió el experimento varias veces para buscar la mejor manera de medir los datos con una regla y observarlos.

Cálculos Cuerda 1 (amarilla)

W= 2π(f)

λ= 2π/k

F= 10Hz

W= 2 π(10Hz)

∴ K=2π/ λ

A= 0.05m

W= 62.83rad/seg

K= 3.92rad/m

λ=1.6m

y=0.05sen(3.92x-62.83t)

Cuerda 2(azul)

W= 2π(f)

λ= 2π/k

F= 2Hz

W= 2 π(2Hz)

∴ K=2π/ λ

A= 0.20m

W= 12.57rad/seg

K= 3.19rad/m

λ=1.97m

y=0.2sen(3.19x-12.57t) Marcelo Martínez Guillén

Cuerda 3 (negra)

W= 2π(f)

λ= 2π/k

F= 17Hz

W= 2 π(17Hz)

∴ K=2π/ λ

A= 0.025m

W= 106.81rad/seg

K= 0.059rad/m

λ=0.38m

y=0.025sen(0.059x-106.81t) Conclusiones La característica principal de todo Movimiento Armónico Simple es presentar una fuerza que pretende regresar el sistema a su posición de equilibrio, determinada fuerza restauradora. Después de el estudio de fenómenos ocurridos en nuestra cotidianita observamos, en el campo de oscilaciones q una oscilación depende de la amplitud del cuerpo y es directamente proporcional al tiempo Mediante la realización de la práctica se pudo observar la manera en que una onda se propaga en un medio, en este caso sobre una cuerda, ya se que uno ejerce una fuerza para generarla o mediante las oscilaciones del cono de una bocina. De manera práctica se pudo visualizar los componentes de una onda.

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