ONDAS ESTACIONARIAS2015-I

EXPERIMENTO 03ONDAS ESTACIONARIAS EN UNA CUERDA

1. OBJETIVO GENERALESEstudiar y entender el fenmeno ondas estacionarias que se originan al hacer vibrar una cuerda tensadaObjetivos Especficos Estudiaremos las caractersticas principales de las ONDAS ESTACIONARIAS y encontrar experimentalmente la relacin entre la frecuencia (mediante un ajuste de curvas con los datos obtenidos), la densidad lineal. Demostrar experimentalmente la teora que concierne a ONDAS ESTACIONARIAS y hallar conclusiones.

2. MARCO TERICO: Onda estacionaria: Un tipo de superposicin de ondas especialmente interesante es el que tiene lugar entre dos ondas de idnticas caractersticas pero propagndose en sentido contrario. Las ondas resultantes reciben el nombre de ondas estacionarias, pues no implican un movimiento de avance de la perturbacin.

Estn dadas por:

La onda resultante (estacionaria) est dada por:

La amplitud est dada por:

Los Nodos estn se dan cuando:

Los vientres o Antinodos se dan cuando:

La velocidad v de propagacin de onda en una cuerda con densidad lineal de masa sujeta a una tensin T est dada por la siguiente expresin:

La frecuencia se expresa por:

La frecuencia en las ondas estacionarias depende de un par de factores que son fundamentales, la longitud y la tensin en la cuerda.

3. MATERIALES: Una cuerda de longitud L y masa M. Una polea Un oscilador elctrico. Regla milimetrada Balanza Pesas de 10, 20, 50 grs. Balde.

4. PROCEDIMIENTO:1) Medir y pesar la cuerda.2) Arme el sistema mostrado en la figura. 3) Medir Lo, para cada caso que se requiera, segn la tabla. 4) Colocar las pesas adecuadas en la canastilla, para generar ondas adecuadas.5) Para cada valor de FT tomar dos valores de n, medir L respectivo y calcular frecuencia (f).

5. CALCULOS Y RESULTADOS:5.1 Hallaremos mediante un ajuste de curvas la frecuencia del oscilador para eso tenemos los datos de un mismo n para diferentes masas:

Masa (kg)Tensin (FT )nL

0.02440.23863220.3580.00043965.125197570.358

0.03440.33643220.4280.00043964.680388460.428

0.04440.43423220.4920.00043963.923942110.492

0.05440.53203220.5420.00043964.229912530.542

0.06480.63374420.5880.00043964.61708230.588

5.1.1 Pasamos a hacer el ajuste de curvasL

0.3580.15620490.15620.20804-0.051840.358-0.01855870.002687386

0.4280.18547230.18550.20804-0.022540.428-0.00964710.000508052

0.4920.21071300.21070.208040.002660.4920.00130877.075x10-06

0.5420.23323800.23320.208040.025160.5420.013636720.000633026

0.5880.25455840.25460.208040.046560.5880.027377280.00216783

=0.481=0.0141168=0.0060033

Para hacer un ajuste de curvas nos basamos en lo siguiente:

Donde:

Entonces haciendo las operaciones correspondientes tenemos que:

5.2 Hallaremos mediante un ajuste de curvas la frecuencia del oscilador para eso tenemos los datos de una misma masa para diferentes n.

Masa (kg)Tensin (FT )nL

0.01441.4083210.1420.00043963.066695120.284

0.01441.4083220.2830.00043963.289545630.283

0.01441.4083230.4270.00043962.918997940.285

0.01441.4083240.5690.00043962.955857340.285

0.01441.4083250.7120.00043962.889541480.285

0.01441.4083260.8550.00043962.845408470.285

5.1.1 Pasamos a hacer el ajuste de curvasL

0.142113.5-2.50.142-0.3556.25

0.283223.5-1.50.283-0.42452.25

0.427333.5-0.50.427-0.21350.25

0.569443.50.50.5690.28450.25

0.712553.51.50.7121.0682.25

0.855663.52.50.8552.13756.25

3.50.498= 2.497= 17.5

Para hacer un ajuste de curvas nos basamos en lo siguiente:

Donde:

Entonces haciendo las operaciones correspondientes tenemos que:

6. CAUSAS DE ERROR Una posible causa de error en la toma de datos, es la no homogeneidad de la cuerda, por lo tanto la densidad lineal cambiara. Tambin puede ser que el sistema de ubicacin no realice de manera uniforme las oscilaciones por tanto la frecuencia nos era lo mismo para todos los datos.7. CONCLUSIONES Si hay una mayor tensin sobre la cuerda, la longitud de onda aumentar ya que estas tienen un comportamiento directamente proporcional.

Los nodos son puntos de la cuerda donde no se transmite energa; en cambio en los antinodos son los puntos donde la amplitud es mxima.

La velocidad de propagacin de una onda depende de la tensin que hay en la cuerda por tanto a un aumento de tensin en una misma cuerda su velocidad ser mayor.

Al aumentar la frecuencia la longitud de onda disminuye porque ante el aumento de la frecuencia empiezan a aparecer una mayor cantidad de nodos y antinodos haciendo que landa disminuya.

8. BIBLIOGRAFIA

FRANCIS W. SEARS, MARK W. ZEMANSKY, HUG D. YOUNG, ROGER A. FRIEDMAN, Fsica Universitaria, Volumen 1 (Undcima Edicin)

FISICA II LABORATORIO N 3 2