laboratorio 3 - oscilaciones en cuerda tensa
DESCRIPTION
Laboratorio de Física acerca de Oscilaciones en cuerda tensaTRANSCRIPT
Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701 1
Fecha de Recepción: May – 05 - 2012
Fecha de Aceptación:
Oscilaciones de una cuerda tensa
Laboratorio sobre las oscilaciones en una cuerda tensa
Autor 1: Alexander Valencia - Autor 2: Xiomara Alzate Departamento de Física, Universidad Tecnológica de Pereira, Pereira, Colombia Correo-e: [email protected] – [email protected]
Resumen— Se obtuvieron datos mediante la realización de
pruebas en el laboratorio para observar el comportamiento de
una cuerda tensa sometida a diferentes tipos de frecuencias.
Palabras clave— Cuerda, Oscilación, Vibración, Frecuencia.
I. INTRODUCCIÓN
Este documento es una breve guía de laboratorio cuyo
objetivo principal es obtener datos usando instrumentos
específicos que posteriormente nos ayudará a realizar los
cálculos respectivos acerca del comportamiento de una
cuerda tensa a la cual se le somete diferentes frecuencias
oscilatorias, de esta forma se comparan las hipótesis
teóricas contra los datos obtenidos en la realidad.
II. CONTENIDO
Figura 1. Materiales usados en la práctica
Al momento de iniciar el laboratorio se tuvieron en cuenta
los siguientes elementos:
• Sensor de fuerza con su cable.
• Xplorer GLX
• Amplificador de potencia
• Vibrador mecánico
A continuación se procede a ajustar la cuerda en el sensor
de fuerza y este a su vez se conecta al amplificador de
potencia, el otro extremo de la cuerda se pasa a través del
vibrador mecánico hasta las respectivas pesas.
Se enciende el vibrador e iniciamos la obtención de datos por
medio del Xplorer. La tensión obtenida es de -1,86N con una
longitud de cuerda de 1,80m y la frecuencia en función de los
armónicos fue:
Figura 2. Tendencia de frecuencia vs. n armónicos.
Se puede apreciar que la tendencia es una línea recta con
pendiente positiva, entre mayor sea la frecuencia, mayor será el
número de armónicos que aparecen en la cuerda. Se procede a
despejar µ de la siguiente función:
√
√
(
)
(
)
Se trabaja con los siguientes datos con ayuda de la gráfica:
T = 1,86 N L = 1,80 m n = 3 Fn = 17,1
(
)
Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.
2
A continuación se procede a calcular el valor de µ
mediante la siguiente ecuación:
Se compara los resultados para obtener su diferencia
porcentual:
Nuevamente se toman datos modificando la tensión pero
con el mismo armónico en todos los casos, el resultado es
el siguiente:
Figura 4. Tendencia de frecuencia vs. Tensión.
Igual que en la anterior, obtuvimos la gráfica como una
línea recta con pendiente positiva.
Se procede a obtener la ecuación donde se relaciona la
frecuencia con la tensión, para ello es necesario los valores
de dos parejas ordenadas:
T = 1,14 N L = 1,80 m n = 2 Fn = 11,1
(
)
Se compara los resultados para obtener su diferencia porcentual:
Finalmente se usan los datos de la frecuencia en función de 1/L,
de esta forma se obtiene la siguiente gráfica:
Figura 5. Frecuencia vs. 1/L.
Se puede apreciar en la gráfica que se obtiene una recta con
pendiente positiva.
Ahora se procede a realizar los respectivos cálculos:
T = 1,92 N L = 1 m n = 2 Fn = 31,1
(
)
Scientia et Technica Año XVI, No 49, Diciembre de 2011. Universidad Tecnológica de Pereira.
____________________________
1. Las notas de pie de página deberán estar en la página donde se citan. Letra Times New Roman de 8 puntos
3
Se compara los resultados para obtener su diferencia
porcentual:
III. CONCLUSIONES
En esta práctica se determinaron los modos normales de
vibración de una cuerda fija en sus dos extremos, también
se midieron las frecuencias en que entra en resonancia una
cuerda tensa la cual consideramos: de densidad lineal
constante, uniforme e inextensible, además consideramos
que la interacción de la cuerda con la polea es ideal donde
no existe rozamiento, a lo largo de la práctica variamos 3
parámetros, la tensión de la cuerda, los vientres observados
que son iguales a el número del armónico al que vibra la
cuerda y la longitud de esta.
REFERENCIAS
[1] Arcos Velasco Héctor Iván, Cruz Muñoz Beatriz,
Holguín Tabares Carlos Arturo,Marín Ramírez William,
Medina Milton Humberto Quiroga Hurtado John, Ramírez
Ramírez Ramiro, Riascos Landazury Henry, Zuluaga
Hernández Raúl Antonio, “Guía de laboratorio de Fisica III
4º Edicion, Agosto 2011.
[2] Facultad de Ingeniería Electrónica
Universidad Santo Tomás de Aquino. Santafé de Bogotá
D.C. Octubre 21 de 1999.
http://usuarios.multimania.es/Marciano2000/Analisis.pdf
[3] “Oscilaciones de una cuerda tensa, Valencia Gutiérrez
Elkin Darío, 02 de septiembre de 2011”,
http://clubensayos.com/Ciencia/Oscilaciones-En-Una-
Cuerda-Tensa/62050.html
[4] “Análisis de los errores en las mediciones”,
http://html.rincondelvago.com/analisis-de-los-errores-en-
las-mediciones.html
[5] Ing. Marcos Felici, Ing. Germán Zamanillo, “Calculo
de la incertidumbre”,
http://www.ing.unrc.edu.ar/materias/mediciones/archivos/t
eoricos/calculo_de_incertidumbre-2007.pdf