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EL SONIDO OBJETIVO Determinar las frecuencias de tres fuentes diferentes Ver las superposiciones de ondas Velocidad del
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EL SONIDO OBJETIVO
Determinar las frecuencias de tres fuentes diferentes Ver las superposiciones de ondas Velocidad del sonido
MARCO TEORICO Ondas acústicas Estas ondas son producidas por una serie de variaciones de presión del aire (medio de .diafragma sensible a los cambios de presión. El movimiento del diafragma es convertido en una señal eléctrica a través de un proceso mecánico. Un parámetro que caracteriza a una armónica es el inverso del periodo T, es decir, la frecuencia. 𝑓=
1 [𝐻𝑧] 𝑇
En la figura sgte se muestra el periodo T y la amplitud de una onda armónica senoidal, estos tipos de ondas pueden ser producidas por un diapasón y una caja de resonancia. 𝑦 = 𝐴𝑠𝑖𝑛(𝜔𝑡 ± ∅)
Donde 𝜔 es la fecuencia angular 𝜔 = 2𝜋𝑓, ∅ es el ángulo de desfase y A su amplitud.
Un fenómeno característico de las ondas en general, es la superposición de ondas, es decir la suma de dos o mas ondas. Para el caso de ondas de sonido, las variaciones de presión del aire se combinan para formar una sola ona acústica. L velocidad de propagación de las ondas es constante. Para las ondas de sonido, la velocidad depende del medio de propagación y la temperatura: 𝑣=√
𝛾𝑅𝑇 ; 𝑀
Dónde: γ: es el coeficiente de compresión adiabático, cuyo valor para el aire a nivel del mar es 1,4. R: es la constante universal de los gases. T: la temperatura absoluta a la que se encuentra el gas. M: la masa molar del gas
Un método para medir la velocidad del sonido es el eco, por ejemplo, cuando una persona está en un campo abierto con una barrera ubicada a una distancia más lejos, se podría medir el tiempo desde el inicio de un sonido fuerte hasta cuando se escuche el eco. Por tanto, calcular la velocidad del sonido es un problema de cinemática.
MATERIAL Tubo largo Sensor de sonido Caja de resonancia Regla o flexo Martillo de goma Fuentes de sonido PROCEDIMIENTO
Conectar el micrófono a la interfaz de la computadora Acoplar los diapasones en las cajas de resonancia Una vez realizado esto abrir el programa logger pro Con el martillo de goma y el diapasón reproducir el sonido Repetir los pasos para las otras fuentes
Registro de datos para la medición de frecuenci
Tipo de fuente
𝑡0 [𝑠]
𝑡𝑓 [𝑠]
Disparo1
0.0020
0.0043
0.0023
439.78
celular
0.0094
0.0196
0.0102
98
0.0090
0.0176
0.0086
116.28
0.0055
0.0093
0.0038
263.157
0.0063
0.0068
0.0005
2000
Voz H. hombre Voz H mujer Disparo2
𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜[𝑠] 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎[𝐻𝑧] observaciones Onda armónica Frecuencia determinante Menos energético Mas energético
Registro de datos para la superposición de dos ondas sonoras Tabla 8.2 𝑡0 [𝑠]
Tipo de fuente Disparo1 Disparo2 superposición
𝑡𝑓 [𝑠]
𝑦𝑚𝑖𝑛 [𝑢𝑎]
0.0044
1.770
3.795
3.703
0.0020
0.0039
2.206
3.121
3.121
0.0035
0.0057
2.657
6.609
2.537
N
𝑡0 [𝑠]
𝑡𝑓 [𝑠]
∆𝑡[𝑠]
𝑚 𝑣[ ] 𝑠
1
0.0009
0.0070
0.0061
346.88
2
0.0070
0.0130
0.006
352.66
3
0.0009
0.0070
0.0061
346,88
4
0.0012
0.0130
0.006
352.66
5
0.0075
0.0075
0.0063
335.87
6
0.0075
0.0135
0.006
352.66
Longitud del tubo
L=1.058 m V=𝟐𝑳⁄∆𝒕 V=352.60 m/s2
Y(t=0)[ua]
0.0021
Registro de los tiempos de las amplitudes máximas
L=105.8 cm
𝑦𝑚𝑎𝑥 [𝑢𝑎]
Súper posición de ondas Con los datos de la tabla 8.2 completar la tabla 8.4 Tabla 8.4 Tipo de fuente
𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑡𝑢𝑑[𝑠]
Y(t=0)[ua]
𝑇[𝑠]
𝑤 = 2𝜋⁄𝑇 [𝑟𝑎𝑑⁄𝑠]
Disparo1
2.782
0.582
0.0023
2731.819
Disparo2
2.664
2.539
0.0019
3306.939
∅ = sin−1(
𝑃𝑜 ) 𝐴
∅1 =0.000755 ∅2 =0.000751
Escribir la ecuación de las dos ondas
𝑷𝟏 =2.782𝐬𝐢𝐧(𝟐𝟕𝟑𝟏. 𝟖𝟏𝟗𝒕 + 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟓𝟓) 𝑷𝟐 =2.664𝐬𝐢𝐧(𝟑. 𝟑𝟎𝟔. 𝟗𝟑𝟗𝒕 + 𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟕𝟓𝟏)
VELOCIDAD DEL SONIDO
V=(352.60±𝟏𝟏𝟕. 𝟓𝟓) [𝒎⁄ 𝟐 ] 𝒔
CUESTIONARIO 1.-¿consiguió una buena aproximación para la superposición de ondas sonoras? R.- Al realizar la medida de superposición de ondas sonoras se pudo observar que se hizo una buena aproximación de las ondas sonoras al ver que en la primera medición y la segunda se pudo observar que era constructiva para la segunda y destructiva para la primera.
2.-¿Que dificultades observo en la obtención de la velocidad del sonido?¿afectan esas dificultades a los resultados conseguidos? R.- Las dificultades que se observo durante la obtención de la velocidad del sonido fueron las siguientes primero al obtener el tiempo ya que el tiempo es muy pequeño y nos costó obtenerlo ya que nos hacíamos dejar y presionábamos después y no durante el sonido 3.- ¿Porque es importante activar la opción de disparo en el programa logger pro en la medición de la velocidad del sonido? R.- Es importante activar la opción de disparo en el programa logger-pro para poder obtener datos mucho más preciso 4.- ¿Existe alguna diferencia, si al cerrar el tubo e resonancia en un extremo utiliza la mano, el piso o algún otro objeto? En un tubo abierto sólo por uno de sus extremos habrá un nodo de desplazamiento en el extremo cerrado y un vientre en el abierto, de manera que podemos encontrar la siguiente relación entre la longitud de onda y la longitud del tubo según:
Donde n=1,3,5…, es decir, sólo existen los armónicos impares. Por otro lado, podemos relacionar las longitudes de onda con las frecuencias de los armónicos a partir de la velocidad de la onda:
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA II INFORME Nº8 EL SONIDO
Semestre II/2017 Estudiantes:
(1)
Rocabado Rojas Wendy Carolay
(2)
Condori Condori Janeth
(3)
Machaca Lopez Lizeth Rocio
(4)
Ojeda Zeballos Edson Fredy
(5)
Perez Fares Roger
Grupo :
L3204
Día :
Martes
Horario :
14:15 – 15:45
Docente:
Lic. Galina Shitikov Solares
Cochabamba – Bolivia Octubre-2017