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Universidad Del Magdalena

Calor y Ondas (Facultad de Ingeniería)

Grupo 8

Teoría Ondulatoria

Pablo Anaya Miguel Ariza Jean Mejia Yuleymis Venera

Santa Marta D.T.C.H 2015-2

Objetivos:

Objetivo general. Reconocer la relación entre la frecuencia, el número de crestas, las oscilaciones, la velocidad, el número de nodos, la longitud de onda, la longitud de la cuerda la amplitud del movimiento en ondas transversales. Objetivos Específicos:    

Determinar la velocidad de propagación de una onda, teniendo como sistema la cuerda. Observar la relación entre la frecuencia y el numero de nodos que presenta la cuerda Identificar la relación entre la frecuencia y el numero de vientres presentes en la cuerda Analizar la relación entre la frecuencia y la velocidad de propagación de la cuerda.

Introducción. Una onda es una perturbación que viaja sin transferencia de materia, se les llama ondas mecánicas a aquellas ondas que perturban un medio (Una cuerda, aire, agua etc.), estas ondas requieren de una fuente de perturbación y de un medio que pueda ser perturbado, las ondas se pueden clasificar según la dirección que toman, pueden ser transversales, estas ondas son perpendiculares a la dirección de propagación o pueden ser longitudinales, las cuales son paralelas a la dirección en que se propaga. Cuando una onda viaja por un medio, las partículas que constituyen este medio se desplazan, este desplazamiento nos da el tipo de onda que mencionamos anteriormente (transversales o longitudinales). En el presente laboratorio se trabajo con ondas transversales, donde identificamos frecuencia, nodos, crestas, longitud de onda, velocidad de propagación y la amplitud del movimiento.

Materiales.

    

Cuerda Oscilador mecánico Pesas de diferente masa Generador de frecuencia Polea

Procedimientos y Graficas.

1) Se realizo el montaje mostrado en la imagen:

2) Se anotaron las observaciones para una frecuencia inicial 3) Se contaron el numero de nodos y vientres para la frecuencia inicial 4) Se fue variando la frecuencia, encontrando nuevos números de nodos y vientres 5) Se calculo la velocidad de propagación teniendo en cuenta la frecuencia y la longitud de onda 6) Se realizaron graficas de frecuencia vs nodos, frecuencia vs vientres, frecuencia vs velocidad de propagación y por ultimo frecuencia vs longitud de onda.

Datos recolectados

Frecue Longi ncia tud (Ciclos/ (cm) s) 2,41 3,9 3,4 6,3

135 135 135 135

Velocida Longitu d de Vientr d de Nodos propagac es onda ión (cm) (cm/s) 2 1 270 650,7 3 2 135 526,5 4 3 70 306 5 4 67,5 425,25

Para hallar las longitudes de onda ( λ ), tomamos la longitud de la onda inicial de la cuerda y va variando según los vientres λ1=2 L → λ 1=2∗135 λ 1=270 λ2=L → λ2=135 2 2 λ3 = L→ λ4 = ∗135 λ4 =70 3 3 2 2 λ 4= L→ λ 4= ∗135 λ4 =67,5 4 4 Para hallar la velocidad de propagación multiplicamos la frecuencia por la longitud de onda v 1=f 1∗λ1 → v 1=2,41∗270=650,7 v 2=f 2∗λ2 → v2 =3,9∗135=526,5 v 3=f 3∗λ3 → v 3=3,4∗70=238 v 4=f 4∗λ4 → v 4 =6,3∗67,5=425,25

Graficas: Frecuencia vs Nodos 6 5 4 Nodos 3

Nodos

2

Linear (Nodos)

1 0 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Frecuencias

Observamos que el número de nodos directamente proporcional a la frecuencia, a medida que esta última aumente los nodos de la cuerda también lo hará.

Frecuencia vs Vientres

Frecuencia vs Vientres 5 4 3 Vientres

Linear ()

2 1 0 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Frecuencia

Observamos que al igual que los nodos, el numero de vientres es directamente proporcional a la frecuencia, a la medida que esta ultima aumente el número de vientres también lo hará.

Frecuencia vs Velocidad de propagación

Frecuencia Vs Velocidad de propagación 700 600 500 400 Velocidad de propagación 300

Linear ()

200 100 0 2 3 4 5 6 7 Frecuencia

Observamos que la velocidad de propagación es inversamente proporcional a la frecuencia, entre mayor frecuencia menor velocidad de propagación, ya que a mayor frecuencia menor longitud de onda.

Frecuencia vs Longitud de onda

Frecuencia vs Logitud de onda 300 250 200 Longitud de onda 150 100

Linear ()

50 0 2

3

4

5

6

7

Frecuencia

Observamos que la longitud de onda, es inversamente proporcional a la frecuencia, si esta ultima aumenta la longitud de onda disminuirá, por lo tal también lo hará la velocidad pero en menor medida.

Conclusiones. En conclusión, podemos tomar la frecuencia del medio como la variable independiente que puede modificar los resultados de las demás variables, nos dimos cuenta que tanto el numero de nodos como el numero de vientres es directamente proporcional a la frecuencia, a su vez cuando aumentan el numero de vientres en una cuerda de la misma longitud, la longitud de onda disminuye, por consiguiente podemos decir que la longitud de onda disminuye con el numero de vientres, por lo tanto la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia, por lo tanto como la velocidad de propagación es el producto de estas 2 últimas variables, esta puede verse afectada en mayor o menor medida de manera inversamente proporcional a la frecuencia.

Webgrafía: 

http://www.esi2.us.es/DFA/FFII/Apuntes/Curso0809/Segundo %20Cuatrimestre/2_Ondas_0809.pdf