labfis1-inf4-grupo3

7/24/2019 LabFis1-inf4-grupo3.

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UNIVERSIDAD DEINGENIERA Y TECNOLOGA

LABORATORIO DE FISCA1

Practica de laboratorio N4

EXPERIENCIA DE MELDE

Integrantes (grupo 3):

Hebert Huertas Paico

Ruben Atahuaman Balvin

Especialidad: Ing. Mecnica

Profesor: Juan Carlos Gonzales Gonzales

Fecha de realizacin: 6 de Junio de 2015

Fecha de entrega: 8 de Junio de 2015

2015 - I


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Laboratorio de Fsica UTEC

1) Introduccin:

En cualquier lugar se encuentran partculas o cuerpos querealizan diferentes tipos de movimientos, entre ellos estn losmovimientos oscilatorios o vibratorios, los cuales presenciamostodos los das en nuestra vida cotidiana, como por ejemplo: Elpndulo de un reloj, los latidos del corazn, las cuerdas de unaguitarra, la corriente elctrica que circula por el filamento de unabombilla y a nivel microscpico la luz, ya que tiene un campoelctrico y uno magntico oscilando alrededor del tiempo.

Dependiendo de las condiciones y de la manera con la cual seintroduzca la energa en el sistema, el movimiento oscilatoriopuede dividirse o clasificarse en: movimiento armnico simple,movimiento amortiguado y movimiento forzado, los cuales poseen

caractersticas diferentes y por consecuencia requieren estudiosindividuales.

Cada movimiento describe condiciones especficas, por lo que seutilizan ecuaciones diferentes para cada uno de ellos.


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2) Objetivos:

1) Determinar experimentalmente la relacin entre la tensin en la cuerda yel nmero de segmentos de la onda estacionaria.

2) Determinar experimentalmente la relacin entre la frecuencia deoscilacin de la cuerda y el nmero de segmentos de la onda estacionaria.

3) Calcular la densidad lineal de la cuerda utilizada.

4) Investigar el movimiento de un sistema masa-resorte que oscila prximoa su frecuencia natural.

3) Fundamento Terico:

Ondas estacionarias:

Se le denomina as porque cuando dos ondas que se propagan en sentidos opuestos

interfieren, se producen una situacin muy curiosa: la onda resultante tiene una

amplitud que vara de punto a punto, pero cada uno de los puntos oscila con MAS, y

en fase con los dems, dando lugar a lo que se conoce como ondas estacionarias.

Tambin es el resultado de la superposicin de dos movimientos ondulatorios

armnicos de igual amplitud y frecuencia que se propagan en sentidos opuestos a

travs de un medio, pero esta onda solo transporta energa ms no materia.

Velocidad de propagacin de las ondas en una onda

En una cuerda de densidad lineal (masa por unidad de longitud) sometida a latensin , la velocidad de propagacin de una onda viene dada por:

Considerando adems la relacin entre la velocidad de propagacin, la frecuencia y la

longitud de onda, , puede demostrarse que las frecuencias para las que seobservaran ondas estacionarias en una cuerda estn dadas por:

= Una grfica frecuencia fvs nmero de antinodos n,resultara en una lnea cuya

pendiente puede usarse para calcular la densidad lineal del hilo:

. 2422


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- String Vibrator

- Sine Wave Generator

- Resortes

- Cuerda

- Varillas

- Pies soporte

- Polea

- Pesas con porta pesas

- Regla metlica

- Balanza.

4) Procedimiento y Resultados:

Experiencia de Melde.

Reconozca los equipos y realice el montaje de la figura 4.1.2, el equipo esalimentado por corriente AC, es decir no tiene polaridad. Antes de comenzarverifique que el selector de amplitud se encuentre al mnimo. Por defectoiniciara en 100 Hz, redzcalo a 5 Hz y seguidamente coloque el selector deamplitud en el centro de su capacidad.

Fig. 4.1.1.Vibrador y generador de ondas.

Materiales:


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Seguidamente seleccione la longitud de la cuerda en 1.5 metros y determinela densidad lineal de la cuerda completando los datos en la tabla 4.1.

Fig. 4.1.2. Primer montaje.

Trabajamos con la pesa de 100 gramos y consideramos adems la masa delporta pesas, vare lentamente la frecuencia hasta encontrar una aparente y

afine las mediciones con el selector fino. Complete la tabla 4.1.

TABLA 4.1. Variacin de frecuencia a tensin constante.

Armnico(n) 1 2 3 4 5

Frecuencia(Hz) 15.4 29.4 48.6 64.7 82.3

(Kg/m)

.

.

.

.

Longitud de la cuerda (m) 1.19 Tensin (N) 1.031254Promedio Experimental (kg/m . Error% 0.0040855

Trabajamos con una masa de 200gr y consideraremos adems la masa delporta pesas, la longitud de la cuerda debe ser de 1.2 m, retiramos las masashasta ver los armnicos, llenamos la tabla 4.2.


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TABLA 4.2. Variacin de tensin y frecuencia constante.

Luego medimos la longitud de onda con respecto a las diferentes crestasobservadas, segn la tabla 4.3. Seleccionamos una cuerda de 1m de longitud

TABLA 4.3. Determinacin de longitudes de onda.

N decrestas

Masa(kg)

Tensin(N)

Frecuencia(Hz)

Distanciamedida

(m)

(m)

1 0.25523kg 2.49 31.7 1m 22 0.20423kg 2.00 53.7 1m 13 0.21523kg 2.10 81.8 1m 0.664 011023kg 1.07 77.6 1m 0.50

50.05723kg

0.55 77.31 1m 0.406 0.06223kg 0.60 89.1 1m 0.307 0.03723kg 0.36 80.8 1m 0.288 0.03223kg 0.31 86.9 1m 0.259 0.02523kg 0.24 87.5 1m 0.2210 0.02223kg 0.21 100.6 1m 0.20

Armnico(n)1 2 3 4 5Masa(kg) 0.2053kg 0.05023kg 0.02223k

g

0.01123k

g

0.00623k

g

Tensin(N) 460.004 28.146 5.536 1.572 0.558Experimental 0.17246 0.04221 0.01868 0.00943 0.00523

Longitud de la cuerda (m) 1.19 Frecuencia (N) 21.7Promedio Experimental (kg/m)0.04960 Error% 0.0807


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4.1.1.Cuando la tensin aumenta. el nmero de segmentos aumenta odisminuye cuando la frecuencia se mantiene constante? Explica.

Hay una relacin inversa entre la tensin y el cuadrado de numero desegmentos cuando la frecuencia es constante. Entonces si la tensinaumenta el nmero de segmentos ser menor y viceversa.

4.1.2.Cuando la frecuencia aumenta. el nmero de segmentos aumenta odisminuye cuando la tensin se mantiene constante? Explica.

Hay una relacin directa entre nmero de segmentos y la frecuencia de

vibracin de la cuerda. Si la frecuencia aumenta el nmero de segmentostambin aumentara siempre y cuando la tensin sea constante

4.1.3.Cuando la tensin aumenta. la velocidad de las ondas aumenta,disminuye o permanece igual cuando la frecuencia se mantiene constante?Explica.

Cuando la tensin aumenta hay un cambio en la velocidad.

Entonces si la tensin aumenta la velocidad aumentara ya que su relacines directamente proporcional

4.1.4. Cuando la frecuencia aumenta. la velocidad de las ondas aumenta,disminuye o permanece igual cuando la tensin se mantiene constante?

Explica.

La velocidad no depende de la frecuencia sino de la tensin y si la tensinpermanece constante entonces no habr variacin alguna en la velocidad depropagacin de la onda.


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4.1.5.Cmo se denomina a los puntos donde las elongaciones resultantesson siempre nulas?

Se denomina nodos que estn siempre en reposo, no oscilan y por lo tantono transmiten energa a los puntos contiguos a ellos.

4.1.6.Es posible que una cuerda vibre al mismo tiempo con variasfrecuencias?

La vibracin de cuerda es determinado por la densidad lineal de masa dela cuerda y la tensin en la cual est sometida, la cuerda vibra a unafrecuencia denominada fundamental, despus, a esta frecuencia se le sumalos dems armnicos.

5) Observaciones:

. En este laboratorio tuvimos problemas con el vibrador y generador deondas ya que a la hora de intentar hacer ondas con distintos pesos no selograba realizar antinodos exactos ya que siempre se quera formar unpequeo antinodo al inicio.

6) Conclusiones:

. Al terminar este laboratorio nos damos cuenta que la densidad linealdepende de la masa y longitud de la cuerda. La velocidad de propagacin esconstante para cualquier punto en la cuerda.

- Con un cambi mnimo en la Fuerza de Tensin se logra Variar la velocidad de lacuerda.

- Se concluye que la tensin de la cuerda se puede determinar tericamente con la

siguiente formula.


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Bibliografa:

http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Practicas/Ondas%20estacionarias06.pdf
http://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Practicas/Ondas%20estacionarias06.pdfhttp://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Practicas/Ondas%20estacionarias06.pdfhttp://www.uclm.es/profesorado/ajbarbero/Practicas/Ondas%20estacionarias06.pdf


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