Andres Pedroza, Carlos Ruiz, Medida de Velocidad de Sonido en El Aire, Grupo 27, Equipo 6

7/28/2019 Andres Pedroza, Carlos Ruiz, Medida de Velocidad de Sonido en El Aire, Grupo 27, Equipo 6

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PREINFORME LABORATORIO DE FSICAUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLN03 2011

FSICA DE OSCILACIONES ONDAS Y PTICA

TEMA: ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA COLUMNA DE GAS (SONIDO)PRCTICA N: 6 GRUPO N:27 DA: jueves HORA: 6-8 EQUIPO N: 6DOCENTE: Natalia MuneraMONITOR: Luis Ramrez

INTEGRANTES1. Andrs Pedroza2. Carlos Ruiz

I. RECOLECCIN DE DATOS

Valor que se tomar como convencionalmente verdadero para la medida dela velocidad del sonido en el aire:

La velocidad del sonido en el aire, aumenta 0,6 m/s por cada grado Celsius (0 C) deaumento en la temperatura T,

T6,05,331 +=V

En donde V corresponde a la velocidad del sonido en el aire en m/s y T es latemperatura del aire en grados Celsius (0 C).

smV

V

/7,347

27*6,05,331

=

+=

La incertidumbre en la medida de la velocidad del sonido en el aire, empleando lamedida de la temperatura, viene dada por:

( )

6,0

6,0

=

=

V

TV

La medida de la temperatura del aire en 0 C es:

=T (271) C

Reporte del valor que se considerar convencionalmente verdadero de la velocidaddel sonido en el aire a la temperatura T medida:

=V (347.70.6) m/s

Tabla 1: Longitud de onda para la frecuencia escogidaFrecuencia Posicin de los Semilongitud Longitud de Longitud de

1


2/4

ff

( Hz )vientres

( m )

de onda

22

( m )

onda( )

( m )

Onda promedio

( m )

2150.00.1

Vientre 1: 0.02

0.1630.001

0.0850.001 0.1700.003Vientre 2: 0.105

0.0790.001 0.1580.003

Vientre 3: 0.184

0.0810.001 0.1620.003

Vientre 4: 0.2650.0850.001 0.1700.003

Vientre 5: 0.350

0.0790.001 0.1580.003

Vientre 6: 0.429

0.0800.001 0.1600.003Vientre 7: 0.509

0.0810.001 0.1620.003

Vientre 8: 0.590

Tabla 4: Resumen de la recoleccin de datos del modo de vibracin de unacolumna de gas a la misma presin atmosfrica y temperatura

Frecuenciaff

( Hz )

Longitud de onda

( m )

Velocidad depropagacin

VV

( m/s )

2150.00.1 0.1630.001 347.70.6

La velocidad del sonido en el aire medida a travs de las ondas estacionarias enuna columna de aire es:

smV

mHzV

/)2350(

163.0*2150

=

=

Frmulas para el clculo de la incertidumbre:

=2

2

( )

=

=

=

22

2*

2

22

2


3/4

Si se promedian Nmedidas de longitud de onda la incertidumbre se puede estimaras:

( ) ( ) ( ) ( ) 222

2

1...

1

N

N +++=

( )

( ) [ ]

( ) ( ) ( ) ( ) 222

2

1

1

2

1

2

1

...1

1

0.1:*1

N

N

i

i

i

N

i

i

i

N

i

i

N

N

conN

N

+++=

=

=

=

=

=

=

=

Y

( ) ( )[ ] ( ) ( )[ ] 22 ffV +=

( )

( ) [ ]

( ) ( ) ( ) ( ) 23

2

2

2

1

1

2

1

2

1

3

1

1

1:*1

VVVV

NV

V

VconV

V

V

NV

N

V

V

N

ii

i

N

i

i

i

N

i

i

++=

=

=

=

=

=

=

=

El porcentaje de error en la medida de la velocidad de propagacin del sonido en elaire es (con base en el dato del valor convencionalmente verdadero para lavelocidad del sonido) es:

% Error =0.7%

II. CONCLUSIONES

1. La columna de aire al ser sometida a una fuerza externa como el parlante,genera un sonido que es ocasionado por la presin que se da dentro del tubo afrecuencias relativamente altas en nuestro caso 3000Hz, donde hay unavariacin del sonido entre vientres y nodos y se aprecia por el aumento delsonido en vientres y el sonido mnimo en los nodos.

2. La columna de aire entra en resonancia cuando la frecuencia es mayor a 2500

Hz generada por el parlante. As se generan ondas estacionarias que sepropagan con la velocidad del sonido y dependen de la temperatura del sistema.

3


4/4

3. Las causas de error son mltiples (error al escuchar el sonido ms agudo alhacer el barrido en el tubo desplazamiento del extremo cerrado, errores en lamedicin de la longitud de onda /2, interferencia por la presencia de ruidocausado por los dems equipos, entre otros).

IV. SOLUCIN A PREGUNTAS

1. Si se inhala gas Helio (el gas con que acostumbran llenar las bombas de laspiatas) el tono de la voz se asemeja a la voz del Pato Donald. Esto se explicapor la variacin en a frecuencia o por la variacin en la longitud de onda delsonido?

Se presentan variaciones en el medio en el cual viajara el sonido, pasando deaire (331 m/s a 0C y 1 atm) a helio (970 m/s a 0C y 1 atm).Por lo tanto se presentan variaciones en la frecuencia del sonido, aumentando enaproximadamente 2.9 veces (970/331), lo que ocasiona un cambio en el tono de

voz.

2. En qu consiste el fenmeno de resonancia?

El fenmeno de resonancia consiste en reforzar la frecuencia de un sistema(hasta alcanzar la mxima amplitud) como resultado de la coincidencia en lafrecuencia de excitacin impulsora y la frecuencia natural. Por esta razn, lafrecuencia natural del sistema se denomina frecuencia de resonancia.En el sistema trabajado en el laboratorio se obtuvieron los nodos (puntos demnima amplitud) y vientres (puntos de mxima amplitud) para ondas sonorasestacionarias resonantes (momento en que la frecuencia generada igualo a la

frecuencia natural del sistema).

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