MODELOS DE ONDAS TRANSVERSALES CON MOTOR

Universidad Distrital Francisco José de Caldas

Facultad Tecnológica

Jefferson Enrique Herrera. e-mail: yoyitan-13z@hotmail.com

Iván Darío Parra Guzmán e-mail hermanococo2@hotmail.com

Jonathan Alejandro Suárez Peña e-mail nathansuarezp@gmail.com

Resumen

Produciremos ondas transversales estacionarias polarizadas con una frecuencia y diferente longitud de onda, con las diferentes cuerdas se procederá a generar la mayor cantidad de nodos y cada número de nodos se tomara la fuerza correspondiente con un dinamómetro ya sea de 1 N o 2,2 N después se realizara el debido análisis, teoría de los cálculos y conclusiones del laboratorio

Objetivo

Producir ondas transversales estacionarias circularmente polarizadas con diferentes masas

1. Introducción

Una onda transversal es una onda en la que cierta magnitud vectorial presenta oscilaciones en alguna dirección perpendicular a la dirección de propagación. Para el caso de una onda mecánica de desplazamiento, el

concepto es ligeramente sencillo, la onda es transversal cuando las vibraciones de las partículas afectadas por la onda son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. Las ondas electromagnéticasson casos especiales de ondas transversales donde no existe vibración de partículas, pero los campos eléctricos y magnéticos son siempre perpendiculares a la dirección de propagación, y por tanto se trata de ondas transversales.

Tiene grandes aplicaciones en el área de ingeniería y física

1.1 Materiales

Kit de ondas Estacionarias

2 cuerdas de diferentes masas

Estroboscopio

Balanza electrónica

1.2 Procedimiento

Para este laboratorio que se divide de dos partes, la primera parte se realiza con la longitud y la densidad de un hilo , y la otra parte es con la unión de las dos cuerdas. Lo primero que realizamos es el montaje del kit de ondas estacionario con el dinamómetro.

Imagen 1 Montaje

Seguidamente montamos la cuerda menos densa, variando la fuerza con 2N, 3N, 4N, 5N (N : ( Nodos) tomamos la frecuencia con el estroboscopio y la fuerza correspondiente a cada uno de los nodos para el posterior análisis.

Imagen 2 Onda transversal 4N

Imagen 3 Onda transversal 3N

Imagen 4 Ondas transversal 5N

Imagen 5 Onda transversal 2N

Cuerda Numero 1

Longitud:0,60m

masa: KgLongitud de punta a punta 0,48m

calculo de la densidad lineal

Calculo de la longitud de onda

(2*0,48m)/(1) 0,96m

(2*0,48m)/(2) 0,48m

(2*0,48m)/(3) 0,32m

Calculo de la velocidad de la onda.

Valores de la fuerza con respecto a sus antnodos

AN1 AN2 AN3

1,55 N 0,4 N 0,2 N

(1,55N)/

(6,66*10^-3kg/m)^(1/2)

15,25 m/s

(0,4N/(6,66*10^-3kg/m)^(1/2)

7,74 m/s

(0,2N/6,66*10^-3kg/m)^(1/2)

5,47 m/s

Calculo de la velocidad de propagación

Para los antinodos la frecuencia es la siguiente

AN1 AN2 AN3

55 Hz 55,33 Hz 56 Hz

(0,96m)*(55 Hz) 52,8 m/s

(0,48m)*(55,33 Hz) 26,55 m/s

(0,32m)*(56 Hz) 17,92 m/s

Cuerda Numero 2

Longitud:0,39mmasa: 0,52*10^(-3)KgLongitud de punta a punta 0,38m

Calculo de la densidad lineal

0,52*10(-3)Kg/0,4m=1,33*10^(-3) kg/m

Calculo de la longitud de onda

(2*0,39m)/(1) 0,78m

(2*0,39m)/(2) 0,39m

(2*0,39m)/(3) 0,26m

Calculo de la velocidad de la onda.

Valores de la fuerza con respecto a sus nodos

N2 N3 N4

0,66 N 0,15 N 0,67 N

(1,55N)/

(0,0225kg/m)^(1/2)

8,299 m/s

(0,4N/(0,0225kg/m)^(1/2)

4,216 m/s

(0,2N/0,0225kg/m)^(1/2)

2,981 m/s

(0,1N/0,0225kg/m)^(1/2)

2,108 m/s

Calculo de la velocidad de propagación

Para los nodos la frecuencia es la siguiente

N2 N3 N4 N5

55 Hz 55,33 Hz 56 Hz 55,23 HZ

(0,76m)*(55 Hz) 41,8

m/s

(0,38m)*(55,33 Hz) 21,02 m/s

(0,253m)*(56 Hz) 14,16 m/s

(0,19m)*(55,23Hz) 10,49 m/s

Conclusiones

Pudimos determinar valores que fueron aproximados a los resultados esperados, el comportamiento de una onda es proporcional la densidad del medio donde se propaga, una observación importante es que el medio puede afectar una onda su velocidad, frecuencia, periodo y longitud.

También observamos que la cantidad de nodos es proporcional al medio en que se propaga la onda ligado a la velocidad suministrada y su propia densidad lineal.

2. Referencias

- Serway. Física. Editorial McGraw-Hill 

- Guía de laboratorio suministrada por el docente