FISICA ONDAS Y OSCILACIONES

Resumen— La velocidad del sonido, hace relación a la velocidad a la cual las ondas sonoras se propagan en el ámbito donde se encuentren y teniendo en cuenta otra variable como la temperatura a la que se encuentre el ámbito.

Palabras claves— Resonancia, ondas sonoras.

I. INTRODUCCIÓNL informe muestra los resultados del comportamiento de las ondas sonoras usando agua. Para este prodecimiento

se tuvieron en cuenta varias expresiones tales como:E

v=√ γPδ

(1)

P=Presion de confinamiento del gas

g=9.8 ms2

II.PROCEDIMIENTOEn primer lugar, explicamos la imagen anteriormente

expuesta donde se puede ver una esfera de masa m, la cual cuelga desde un hilo de longitud L, este hilo se corre desde el punto crítico (reposo) hasta el punto A, formando un angulo ɵ, en este péndulo simple se empieza a dar lo que conocemos como oscilaciones desde el punto A hasta el punto B , donde cada ida y regreso de la masa m se llama periodo T, en los datos obtenidos en el laboratorio con el procedimiento ya descrito, tuvimos un soporte el cual contenía un hilo y una esfera donde se formaba el péndulo, en cada experiencia se tuvieron diferentes variaciones a continuación descritas:

A.Experiencia 1: Péndulo con variación angular

En esta experiencia se utilizó el soporte universal con el cual el hilo se manejó a ángulos de 5 y 10 grados, se contabilizaron 10 oscilaciones, cada medida fue tomada tres veces para así sacar una media y obtener el periodo T, los datos obtenidos se muestran en la siguiente tabla:

Amplitud 5° 10°

Periodo 1.3191.30

31.30

61.31

81.31

3 1.291Periodo prom. 1.309 1.307

1. Encuentra alguna variación significativa del periodo con respecto a la amplitud angular cuando esta no es mayor de 10°? ¿Cuál es su conclusión?

En este caso no se encuentra una variación significativa ya que este tiende a ser constante cuando el ángulo de inicio es menor a cero, solo presenta una variación no muy significativa en uno de sus decimales.

B. Experiencia 2: Péndulo con variación de masa que oscila.Con el péndulo a un ángulo constante de 10 °, la masa a oscilar se le suma tres masas diferentes, este procedimiento se repite tres veces, donde se contabilizan 10 oscilaciones y de ahí poder sacar un promedio y disminuir el porcentaje de error, los datos obtenidos se pueden observar en la siguiente tabla:

Masa 55.86g 105.56g 205.98Periodo

prom 1.372 1.37 1.376

1. ¿Encuentra alguna variación significativa del periodo al variar la masa del péndulo? ¿Cuál es su conclusión?

En este caso no se muestra una variación significativa, ya que como dicho anteriormente cuando el ángulo tiende a ser menor o igual a 10° sus resultados no van a mostrar mayor variación en su periodo.

Santiago Sánchez SotoOscar Jiménez Tello

Jorge Leonardo Malte - 213533 Jaime Orlando Aldala

LABORATORIO: VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE

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C.Experiencia 3: Péndulo con variación de longitud de hilo.

En el procedimiento se manejó el mismo péndulo con una masa de 105.56 g y con seis variaciones en la longitud del hilo, se resalta que se midió el tiempo cuando se realizan 10 oscilaciones y cuando el hilo se encontraba a 5°, los datos obtenidos en el laboratorio se puede observar en la siguiente tabla:

Longitud [cm] Periodo [s]T2

30 1.125 1.26540 1.278 1.63350 1.407 1.97960 1.544 2.38370 1.688 2.84980 1.803 3.250

III.MATERIALES Y METODOS

En esta experimentación del péndulo simple, se trabajo en un laboratorio adecuado con un montaje constituido principalmente de una base universal en la cual se podía estudiar el péndulo, esta base tenia 75 cm de alto, esta base tenia atada un hilo del cual colgaba una masa, en el caso nuestro una esfera de masa 6,8 gramos.

En el primer procedimiento solo utilizamos la base con la masa original, un trasnportador el cual ubicamos con cero desde el punto de reposo y medimos 5° en la primera parte y 10° en el complemento de la prueba, en este se utilizo un cronometro, con el cual iniciaba en ceros a partir de los grados solicitados, a continuación soltábamos la masa para que oscilara 10 veces y asi medir el tiempo que se demoro en hacer estas diez oscilaciones, con cada angulo se tomo tres datos de cada uno para asi sacar un promedio, y trabajar con este.

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En el segundo procedimiento ya se utilizo el mismo montaje pero ya la masa no era solo la esfera de 6.8g, se le sumo tres diferentes masas de 49.06g, 98.76g y 199.18g; y estas se soltaron a una una amplitud angular de 10° en todos los casos. A cada variación de masa se le midio el tiempo ayudados por un cronometro, cuando la masa alcanzaba un máximo de 10 periodos.

En el tercer procedimiento utilizamos un angulo de 5° donde, utilizamos la masa original de 6.8g y a esta le sumamos una masa de 98.76g; en total teníamos una masa de 105.56g y a esta se le variaba la longitud del hilo, se utilizaron 6 longitudes diferentes, empezando desde 30cm aumentándole 10cm a cada procedimiento hasta llegar a 80cm.

IV. RESULTADOS Y ANALISISEn análisis se procede a generar un informe respecto a los

errores, graficas y análisis generados

A. Grafica del periodo en función de la longitud

20 30 40 50 60 70 80 90 -

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

f(x) = 0.691428985999878 ln(x) − 1.26008537265619R² = 0.985669855304281

T=f(L)

longitud

perio

do t

En esta grafica vemos una correlacion positiva donde se dice que el periodo es directamente proporcional a la longitud de la cuerda.

B. Grafica del periodo al cuadrado en función de la longitud

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20 30 40 50 60 70 80 900

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

f(x) = 0.0399342857142857 x + 0.0301142857142862R² = 0.997596472870049

T2=f(L)

LONGITUD

Perio

do T

2

La pendiente de la grafica T2 = f (L) es:

m=0,0399

T=2π √ Lg(1)

La ecuación nos indica que

g=( 2 πT )

2

∗L(2)

Con el promedio de los datos de longitud y promedio del periodo se reemplaza valores en (2):

g=( 2 π1,474 s )

2

∗0.55 m

g=9,993 ms2

[VALOR EXPERIMENTAL]

Hallamor el porcentaje de error con el valor de g

%ε=V T−V E

V T∗100

%ε=9.8−9.9939.8

∗100

%ε=9.8−9.9939.8

∗100

%ε=1.969 %

V. CONCLUSIONES

Se puede considerar que el error, esta guiado por diferentes factores como la exactitud del tiempo al soltar la masa del péndulo, la exactitud en parar el cronometro cuando completa 10 oscilaciones, también puede afectar los cálculos ya que no se colocan todos los decimales propuestos por la maquina de cálculos.

Se considera que en angulos pequeños no afecta mucho la variación de el tiempo que demora el péndulo haciendo n oscilaciones, lo que si se debe de considerar es la longitud de el hilo.

Cuando al péndulo se le aplican diferentes masas a longitud de hilo constante, el tiempo no se ve afectado significativamente, aclarando que el angulo es pequeño refiriéndonos específicamente a 10°.

VI. REFERENCIAS http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/

pend.html#c3

http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Pendulo/Pendulo4.htm

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