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TUBO DE RUBENS CATEGORÍA: C AUTORES: -

- Anel Miranda Álvarez Reyes Lucía Giovanna Aróstigue Ladrón de Guevara - Tatiana Milagros Gonzáles Portilla - Begoña Cecilia Rodríguez Sánchez - Geovana María Yagua López CORREO ELECTRÓNICO: geo_mary_l @hotmail.com INSTITUCIÓN EDUCATIVA: Sagrado Corazón Sophianum GRADO Y SECCIÓN: 5to. B de Secundaria DOCENTE ASESOR: Vladimir Patiño DIRECTOR(A): Armida Arellano Yacila AÑO: 2016

TUBO DE RUBENS 1. PROBLEMA PRIORIZADO A RESOLVER: Comprobar la presión de un gas con la presión que ejerce el sonido dentro de un tubo metálico y observar la forma de onda que genera diferentes canciones.

2. JUSTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

Ver cómo es la forma de onda de una canción en un reproductor y después con un violín, de esta forma será posible tener un marco de referencia diferente al que siempre usamos: nuestros oídos, pero ahora con la combustión de un gas el efecto será visual y dese luego se formaran ondas estacionarias al rebotar el sonido en uno de los extremos. 3. FUNDAMENTACIÓN El tubo de Rubens es una demostración de la formación de ondas estacionarias. Constituye una variante del tubo de Kundt. Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza, con la misma amplitud y frecuencia, que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. El sonido cuando viaja a través del aire genera diferencias de presión. El tubo de Rubens nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través del gas butano que se hace circular a través de él. El gas tiene zonas en las que la onda es más larga, ya que recibe presión de la onda, y otras zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama. De este modo el gas reproduce el patrón de la onda estacionaria con sus nodos (puntos de amplitud mínima) y vientres (puntos de amplitud máxima). El perfil de las ondas estacionarias puede observarse a las frecuencias a las que se cumple la relación:

Siendo:  L:  f: frecuencia  Vsonido: velocidad del sonido.

longitud del tubo

4. OBJETIVOS A) Objetivos Generales:  Demostrar que cuando el sonido viaja a través del aire genera diferencias de presión. El tubo de Rubens nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través del gas butano que se hace circular a través de él B) Objetivos Específicos  Diseñar un dispositivo en donde se visualicen las ondas sonoras con la presión del sonido y la presión de un gas.  Es estudiar más a fondo el sonido (medios de propagación, forma de la onda), así como ver las compresiones y expansiones del medio para propagarse el sonido (en este caso, a través del gas) y de la acústica de cierta música.  Diseñar un dispositivo que nos permita ver una onda estacionaria, pues en el interior de nuestro experimento se produce una interferencia que da esa forma de onda al rebotar el sonido.

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Dar a conocer al público en general el funcionamiento de las ondas mecánicas de naturaleza longitudinal, mostrando su comportamiento en las llamas que salen de acuerdo al tipo de sonido o música que sea emitido. 5. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Si tocamos la cuerda de un violín, ésta perturbará a las moléculas de gas que están a su alrededor, haciéndolas oscilar con la misma. En otras palabras, modificará la densidad del aire, lo hace oscilar, y esta perturbación se transmitirá como una onda longitudinal por todo su alrededor, provocando que la concentración de partículas gaseosas varíe en el tiempo mientras pasa por ahí la onda sonora. 6. IMPORTANCIA El Tubo de Rubens es un aparato que nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través del gas propano. El gas tiene zonas en que la onda es más larga ya que recibe presión de la onda y otras zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama. Estas llamas nos dibujan la longitud y la frecuencia de la onda. 7. POBLACIÓN BENEFICIARIA Comunidad educativa del colegio Sagrado Corazón. 8. RECURSOS       

 MATERIALES  1 metro de metal galvanizado  1 tapa de metal  Guante de látex  Tanque de gas propano de 2 litros  Manguera flexible  Abrazadera  Bocinas de alta potencia  Computadora  Encendedor  Tuerca  Tripié  Embudo

   9. PROCEDIMIENTO 

Paso 1. A lo largo del tubo de metal marcar hoyos pequeños con una distancia entre ellos de 2 cm. Es importante no ponerlos tan separados.

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Paso 2. En cada marca usar el taladro para hacer los agujeros.

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Paso 3. En la tapa de metal hacer un agujero lo suficientemente grande para que la manguera de púa entre. A otro lado de la tapa usar la tuerca para que la púa

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Paso 4. Colocar la tapa de metal en un extremo del tubo sellándolo bien para que el gas no se escape está más apretada

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Paso 5. Cortar el extremo del tubo de gas que no tiene la entrada para el tanque de gas.

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Paso 6. Conectar el tubo de gas a la lengüeta.

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Paso 7. Utilizar la abrazadera y apretar el tubo de gas a la lengüeta para ajustarlo.

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Paso 8. En el otro extremo abierto del tubo poner el guante látex bien estirado sin arrugas pegándolo con cinta.

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Paso 9. Poner el tubo en la base para que este estable.

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Paso 10. Colocar el altavoz cerca del final en la parte del látex para que el sonido pueda entrar en el tubo.

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Paso 11. Conectar el gas y encenderlo. Esperar a que el tubo se llene.

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Paso 12. Prender el tubo con el encendedor.

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Paso 13. Una vez que todos los hoyos estén encendidos ajustar la llama usando la válvula.

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Paso 14. Prender las bocinas y ajustar las frecuencias para demostrar la física detrás del Tubo de Rubens.

10. CRONOGRAMA 