PRACTICA DE LABORATORIO

WILLIAM FERNANDO BECERRA GRANADA ID 335446DANIELA SASTOQUE ID 331141CAMILO POLO 333771

2 LABORATORIO DE FIDICA ONDAS

JAIDID PARRADO

UNIVERSIDAD COPERATIVA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILVILLAVICENCIO - META2015PRACTICA DE LABORATORIO

WILLIAM FERNANDO BECERRA GRANADA ID 335446DANIELA SASTOQUE ID 331141CAMILO POLO 333771

UNIVERSIDAD COPERATIVA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERIA CIVILVILLAVICENCIO - META2015

INTRODUCCION

El presente informe de fsica, trataremos en modelo de cuerda oscilante donde se hace evidente la relacin entre la tensin, la longitud de la cuerda y la longitud de onda; adems de otros aspectos importantes en el estudio del movimiento de una onda que nos ayudaron a comprender mejor fenmenos cotidianos asociados con dicho tema.Adems de esto se realizara un laboratorio con un instrumento llamado cubeta de ondas el cual nos permitir apreciar los fenmenos de reflexin, refraccin, difraccin, interferencia, etc. Realizando una serie de pruebas para generar estos fenmenos.

OBJETIVOS

Estudiar el comportamiento de las ondas a partir de la observacin de frentes de ondas en la superficie del agua cuando varia su frecuencia Analizar el comportamiento de las ondas en cuerdas a partir de la tensin aplicada

MARCO TERICO

Ondas: Hace referencia a la perturbacin que se propaga en un material o en el vaco. Por lo que, cuando la onda necesita de un material para propagarse se habla de ondas mecnicas y cuando lo hacen en el vaco se denominan ondas electromagnticas. De igual forma, existe una clasificacin de ondas:Ondas longitudinales, las cuales se presentan cuando la vibracin de la onda es paralela a la direccin de propagacin de la onda. Por ejemplo, las ondas sonoras o un ejemplo muy comn es un resorte que se comprime y estira. Ondas Transversales, se generan cuando la vibracin es perpendicular a la direccin de la onda. Tienen una caracterstica particular y es que presentan montes y valles. Onda plana: O onda mono dimensional. Hace referencia a las ondas que se propagan en una sola direccin a lo largo del espacio, es decir, es una onda de frecuencia constante en donde los frentes de onda son planos que se encuentran paralelos de amplitud constante al vector velocidad de fase.Cubeta de ondas: es un implemento o dispositivo que permite entender los fenmenos ondulatorios, cuyas aplicaciones son inagotables e importantsimas. A travs de este dispositivo es posible visualizar la reflexin, refraccin, difraccin, interferencia, entre otros. El procedimiento que se debe seguir para realizar un experimento con la cubeta de ondas consiste bsicamente en una cubeta de vidrio la cual contiene agua. La persona debe hacer uso de un vibrador, que producir vibraciones, es decir, ondas con frecuencias y amplitudes. La luz estroboscpica de la Cubeta de ondas la cual proyecta ondas sobre una pantalla generando as una imagen sobre la cual se puede observar el fenmeno y extraer conclusiones, realizando as medidas.

Reflexin de ondas: Hace referencia al cambio de direccin de una onda cuando la onda sufre un choque contra una superficie lisa y tersa sin cambiar de medio de propagacin. Por lo cual, el Angulo de incidencia y el de reflexin debe ser el mismo, es decir, que tanto el rayo de la onda incidente y el rayo que se refleja de esta, estn contenidos en un mismo plano, el cual es perpendicular a la superficie de separacin entre los dos medios en el punto de incidencia y adems, el Angulo que se forma del rayo incidente y el reflejado con la recta perpendicular a la frontera son iguales. En cambio, si llegara a ocurrir que la onda choca contra una superficie arrugada, la onda se reflejara en mltiples direcciones y como consecuencia se producira el fenmeno de difusin.Refraccin de ondas: Hace referencia al cambio de direccin y de velocidad que experimenta una onda cuando pasa de un medio a otro, en el cual pueda propagarse. En este fenmeno ondulatorio se presentan tres elementos: rayo incidente, lnea perpendicular a la superficie y rayo refractado. En el momento en el que la onda cambia de medio, y sucede que en el otro medio la onda viaja ms rpido, suceder que el rayo refractado se va acercar a la perpendicular. En cambio s, al cambiar de media esta viaja ms lento, se alejara de la perpendicular. Difraccin de ondas: Consiste en la desviacin de la onda ante un obstculo. Ante esta situacin, la onda rodea el obstculo y a esta propiedad de la onda es lo que se conoce como difraccin. Cuando la onda llegue a un obstculo con dimensiones semejantes a su longitud de onda, esta se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Por lo que, en cuanto ms parecida sea la longitud de onda con el obstculo, mayor ser el fenmeno de difraccin. Interferencia de la onda: Hace referencia a la coincidencia de varias ondas en un mismo punto del medio por el que se propagan. Como consecuencia las vibraciones se sobreponen y el estado de vibracin resultante del punto es la suma de los producidos por cada onda. En otras palabras, es la suma de dos o ms ondas. Es posible evidenciar dos tipos de interferencias de ondas:1. Constructiva, la cual se genera cuando las ondas chocan en fases, obteniendo de esta manera una onda resultante de mayor amplitud que las ondas unciales.2. Destructiva, en la cual las ondas chocan en anti fase, generando que la onda resultante sea de menor amplitud que las ondas unciales.Longitud de onda: Hace referencia a la distancia que existe entre dos crestas o valles consecutivos, es decir, que en trminos ms concretos es la distancia real que recorre una perturbacin en un determinado intervalo de tiempo. Por ejemplo, las ondas del agua en el ocano, del aire y las electromagnticas tienen longitudes de ondas.Es necesario tener en cuenta que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia de onda. En este sentido, una longitud de onda larga corresponde a una frecuencia baja y viceversa. Se representa con la siguiente ecuacin: = c / f.Frecuencia de onda: hace referencia al nmero de ciclos que realiza cada segundo una onda. Se representa con la letra f y se mide en Hercios (H). Por lo que la ecuacin es: T= 1/f segundos, en donde T es el tiempo (periodo) que tarda la onda en realizar un ciclo.Velocidad de propagacin: La velocidad de propagacin de una onda depende el material y las propiedades del material por el cual se est propagando. En el caso de una perturbacin mecnica, depender de si el medio es slido, lquido o gaseoso. Medios de propagacin: Tericamente existen mltiples medios de propagacin, en donde cada uno tiene su propia frecuencia de corte a partir de la cual existe. Es necesario tener en cuenta que los medios de propagacin dependen de la longitud de onda, de su polarizacin y de las dimensiones de la gua. Frente de onda: Consiste en la superficie de onda que se encuentra ubicada ms alejada del punto de inicio de la vibracin, la cual se forma en cada instante que la onda alcanza puntos de idntica fase. Por lo que, es posible visualizarlas como superficies que se difunden en el tiempo, alejndose de donde iniciaron las ondas sin tocarse entre s.

MATERIALES

Cubeta de ondas Lmpara Obstculos Reglillas Pulsadores Regla Dinammetro Cmara Fotogrfica Dinammetro Cuerda

3) DEPENDENCIA DE LA LONGITUD DE ONDA CON LA PROFUNDIDAD DEL AGUA

b).Explica cmo influye la profundidad del agua en la longitud de las ondas y en la velocidad de los frentes.R/ta. Segn lo observado en la cubeta de ondas cuando la profundidad es mayor la longitud de onda aumenta y la velocidad de transmisin acta de igual manera.

C). Explicar la diferencia entre un medio material y un medio de propagacinR/ta. Un medio material es un elemento fsico por el cual la onda se transporta por ejemplo agua aire diferentes tipos de slidos, en cambio un medio propagacin es un entorno en el cual las ondas se propagan sin tener la necesidad de una partcula o una molcula slida, por ejemplo el vaco, el vaco es un medio inmaterial pero sin embargo tambin permite que las ondas tales como la luz se propaguen en el.

4. FRENTE DE ONDA CIRCULAR Y SU INTERFERENCIAa) Colocar el excitador puntiforme simple y ajustar la frecuencia y amplitud, hasta obtener dichos frentes de ondas y dibujar lo observado.b) Utilizar el excitador de dos puntas y cambiar la distancia entre ellas. En cada caso, medir sobre la pantalla la longitud de onda, la distancia entre las fuentes.Respuesta de la b.b.1) distancia entre los excitadores 9 cm y longitud de onda 1,9 cm.b.2) Distancia entre los excitadores de 6 cm y longitud de onda e 1,6 cm.b.3) Distancia entre los excitadores de 3 cm y longitud de onda e 1,3 cm.En casa.c) Analizar que propiedad del agua permite este tipo de frentes concntricos.R/ta. La propiedad que permite es la fsica, ya que una parte de la porcin del lquido de la superficie libre se desplaza de la posicin de equilibrio; la velocidad de propagacin de las ondas depender de su longitud de onda, las fuerzas recuperadoras que actan sobre el lquido, que pueden ser externas como la gravitatoria internas como la tensin superficial y la densidad del medio.d.) Analiza como acta cada una de las fuentes del excitador? R/ta. Cada excitador forma dos frentes distintos uno llamado zona de mxima amplitud y la otra zona de mnima amplitud.

.Zona de mnima amplitudZona de mxima amplitud

5 CAMBIO DE DIRECCION DE LOS FRENTES DE ONDAS PLANAS EN UN MEDIOC) Analizar si Existe alguna relacin entre la direccin de propagacin y el efecto producido por el obstculo. El efecto producido por el obstculo es una onda totalmente perpendicular a la onda incidente, esto como consecuencia del rebote de las ondas contra el obstculo, esto crea una interferencia en la onda incidente6 COMPORTAMIENTOS DE LAS ONDAS FRENTE A UNA REJILLA ESTRECHA.En el laboratorio.a) Teniendo en cuenta el excitador plano para producir los frentes de onda, colocar en cada caso, una a una cada una de las rejillas y dibujar cada uno de los frentes de ondas producidos, ajustando a la frecuencia y amplitud segn conveniente

En Casa

b.) Explica lo que se ebserva en cada una de las rendijas y relacionar los resultados. Para la reflexin, que sucede cuando ondas planas chocan con barreras planas, cuadradas, circulares o con distintos ngulos?R/ta. Al chocar la onda con un obstculo o elemento sufre un cambio de direccin. Que ocurre cuando ondas circulares chocan contra barreras circulares?R/ta. Cuando se producen ondas circulares e introducimos una barrera circular la reflexin era reflejada en otro un punto al inicial Refraccin, que puede influir para que exista en este caso refraccin y en que vara esta situacin?R/ta. Influye en el cambio de direccin y la longitud de la onda de la onda al pasar de un medio material a otro y tambin vara en el cambio de la velocidad de la propagacin.CUERDA OSCILANTE.7. Medir la longitud de la cuerda gradundola de tal manera que el dinammetro marque cero.8. Registrar en una tabla la fuerza con la que se debe tensionar la cueda para que a longitud se ha la que se indica. PreguntaFuerzaLongitud (cm)

La cuerda muestra media longitud de onda0,45 N95 cm

La cuerda muestra una longitud de Onda. 0,41 N 48 cm

La cuerda muestra una longitud y media de onda.0,31 N32 cm

La cuerda muestra dos longitudes de onda0,21 N 24 cm

Analizar y comparar los resultaos obtenidos entre la fuerza y la longitud de onda.R/ta. A mayor fuerza es mayor la longitud de onda.

CONCLUSIONES

Se concluye que cada tipo de onda depende de la frecuencia, velocidad y de cada uno de los instrumentos que se ubiquen en la cubeta.. Se concluy que cada onda genera un rayo que se refleja al chocar con la otra y que la variacin de los ngulos depende de la posicin del instrumento. Se dedujo que al aplicar perturbaciones en tiempos distintos y de extremo a extremo se le puede llamar interferencias y ondas estacionarias. En este laboratorio se estudi el comportamiento de una onda en un medio acuoso, como por ejemplo observando un pulso creado en la cubeta con un mecanismo que provocaba un movimiento constante de dos puntas que al perturbar el agua formaban ondas uniformes a invariable velocidad y con ellas se pudo estudiar ciertos comportamientos y propiedades.

BIBLIOGRAFA

Frecuencia de onda. (en lnea). Disponible en la web: http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/contaminacion-electromagnetica-medioambiental/material-de-clase-2/complemento_3.pdfFenmenos ondulatorios. Difraccin de las ondas. (en lnea). Disponible en la web: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica/4quincena11/4q11_contenidos_2c.htmFsica. Reflexin de ondas. 29 de enero de 2011, (en lnea). Disponible en la web: http://fisicaibtcarlos.blogspot.com.co/2011/01/reflexion-de-las-ondas.htmlLongitud de onda. 12 de octubre de 2015, (en lnea). Disponible en la web: http://www.ecured.cu/index.php/Longitud_de_ondaExperimento cubeta de onda. (en lnea). Disponible en la web: http://www.ventusciencia.com/pdfs/10242.pdfExperimentos con cubeta dec ondas