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UNIVERSIDAD CATLICA SAN PABLO Ondas Estacionarias _________________________________________________________________________________________________________

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LABORATORIO DE FISICA II

PRCTICA N 6: ONDAS ESTACIONARIAS

I. OBJETIVOS

Analizar experimentalmente una onda estacionaria.

Determinar la frecuencia de una onda estacionaria.

II. FUNDAMENTOS TEORICOS

Cuando dos ondas de igual amplitud, longitud de onda y velocidad avanzan en sentido opuesto a travs de un medio se forman ondas estacionar, ambas ondas viajan con la misma frecuencia. Por ejemplo: Si un extremo de una cuerda se mantiene fija y el otro extremo atado a un vibrador, tal que su direccin de vibracin es perpendicular a la propagacin de la onda se producirn ondas elsticas las que viajaran a lo largo de la cuerda con una velocidad v, segn la ecuacin:

=

= (1)

En los extremos fijos las ondas sern reflejadas, si la tensin y la longitud son ajustadas convenientemente se formaran ondas estacionarias. La suma de ambas ondas no da un movimiento ondulatorio. Los puntos que no vibran se llaman nodos y los que vibran con amplitud mxima se llaman vientres o modos. La cuerda tiene un nmero de patrones naturales de vibracin denominados modos normales, cada uno de estos tiene una frecuencia caracterstica

=

2

(2)

Dnde: n: nmero de modos l: Longitud de la cuerda T: Tensin : Densidad lineal donde se define como: = M/L


2

III. MATERIALES

1 vibrador

1 polea

1 porta masas de 10 g.

6 masas de 10 g.

1 cinta mtrica

1 balanza digital

1 hilo delgado de 1,50 m

1 Mordaza de mesa

1 Tablero de madera

Fig (1)


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I. CUESTIONARIO PREVIO (Responda las siguientes preguntas y entregue a inicio de la sesin de

laboratorio)

1. Por qu se denomina ondas estacionarias? Mencione 3 ejemplos de este tipo de ondas.

2. Cuando una cuerda existe una onda estacionaria, las vibraciones de las ondas incidente y reflejada se cancelan

en los nodos. Esto significa que la energa se destruy? Explique.

.

3. Demuestre las ecuaciones 1 y 2 de la teora.

.


4

II. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Armar el equipo como se muestra en la figura 1.

2. Conecte el vibrador para que perturbe la cuerda y se produzcan ondas estacionarias, observe

el nmero de vientres y fije el nmero de este.

n =..

3. Utilice diferentes masas m y obtenga ondas estacionarias, mida la longitud l. Registre los

datos en la tabla 1

Tabla 1: ..

Lectura m ( ) l ( )

1

2

3

4

5


5

EXPERIMENTO N: FECHA: NOTA:

ALUMNO:

CODIGO: SEMESTRE: FIRMA:

DIA: HORA: GRUPO:

INFORME: ONDAS ESTACIONARIAS

I. ANLISIS DE DATOS

IMPORTANTE

MIDA LA DENSIDAD DE LA CUERDA =

= ( )

M =. L =.

1.1 ANLISIS

1. Con los datos de la tabla 1. Calcule la tensin de la cuerda y la raz cuadrada de la tensin, complete la tabla 2

Tabla 2: ..

Lectura m ( ) l ( ) T ( ) T1/2 ( )

1

2

3

4

5

1. Grafique la longitud l en funcin de la raz cuadrada de la tensin T . Determine la ecuacin de la recta y la frecuencia de vibracin de la cuerda e interprete la grfica.


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II. RESULTADOS

1. A partir de la pendiente, obtener la frecuencia de la onda estacionaria.

III. CONCLUSIONES. Escriba por lo menos tres conclusiones a las que ha llegado.

IV. CUESTIONARIO FINAL

1. Qu sucede si se trabaja con una cuerda similar al que se us en el experimento pero del doble de densidad

lineal?

2. Qu tipos de ondas se generan cuando ocurre un temblor o terremoto? Explique

3. Si se tiene un recipiente con agua y se deja caer un objeto pequeo comparado con el recipiente Qu tipo

de onda se genera?

4. De qu depende la velocidad de propagacin de una onda?

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