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Laboratorio de ondas y calor

Practica de laboratorio N° 6

VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIRE

INFORME

Integrantes:

•

Gómez Hidalgo, Mishell Mirella Milagros• Reyes Aquino, Abigail Marina

Grupo: C11-1-B

Mesa N !

"ro#esor: Nicol$s %erencia Cala&pa

'e&ana (

)ec*a de reali+acin: 1 de octubre

)ec*a de entrega: . de octubre

/1!-II

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INTRODUCCIÓN

En este informe realizaremos el experimento de

hallar la velocidad del sonido en dos diferentes

casos, de longitud variable y frecuencia

variable respectivamente.

Se hallara tambin el error porcentual

d!ndonos como gu"a la velocidad del sonido

teóricamente.

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  I.OBJETIVOS: Medir experimentalmente la longitud de onda en una columna cerrada y

abierta de resonancia de aire.

#eterminar la velocidad del sonido en el aire.

II.FUNDAMENTO TEORICO:

El sonido, en f"sica, es cual$uier fenómeno $ue involucre la propagación enforma de ondas el!sticas %sean audibles o no&, generalmente a travs de unfluido %u otro medio el!stico& $ue est generando el movimiento vibratorio deun cuerpo.

'a propagación del sonido involucra transporte de energ"asin transporte de materia, en forma de ondas mec!nicas $ue se propagan atravs de la materia sólida, l"$uida o gaseosa. (omo las vibraciones seproducen en la misma dirección en la $ue se propaga el sonido, se trata de unaonda longitudinal.

)si un diapasón es puesto en vibración y sostenido sobre una columna de aire,su sonoridad experimentara un aumento considerable si la columna de aire esde tal longitud como para vibrar en afinidad con el diapasón. *al columna deaire se dice $ue esta en resonancia con el diapasón. 'as ondas colocadas en

la columna de aire son llamadas ondas estacionarias .

Si v es la frecuencia de la fuente y la longitud

de modo $ue, si somos capaces de medir λ  y f , podremos calcular la velocidadde propagación V .

'a velocidad del sonido es la velocidad de propagación de las ondas sonoras.En la atmósfera terrestre es de ++ m-s %a / 0( de temperatura&. 'a velocidaddel sonido var"a en función del medio en el $ue se trasmite.

'a velocidad de propagación de la onda sonora depende de las caracter"sticasdel medio en el $ue se realiza dicha propagación y no de las caracter"sticas dela onda o de la fuerza $ue la genera. Su propagación en un medio puede servirpara estudiar algunas propiedades de dicho medio de transmisión.

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El tubo cerrado m!s corto %cercano a un extremo& $ue dar! resonancia es 1 deuna longitud de onda %2- 3&, pero si el tubo se hace m!s largo, la resonanciaocurrir! tambin en cuartos impares, es decir 4 3, 5- 3 y as" sucesivamente.

6na tuber"a cerrada %columna de aire& tiene un nodo 7 en el extremo cerrado y

un antinodo 8 en el extremo abierto. #esafortunadamente, el antinodo no est!situado exactamente en el extremo abierto, pero si un poco m!s de all! de l.6na pe$ue9a distancia es re$uerida para $ue la compensación de presión seaposible.

  Fig!a". Resonancia en #$os ce!!ados

En el caso $ue tengamos el tubo abierto %abierto en ambos extremos& estecumple $ue las resonancias de la misma manera como se comporta unacuerda vibrante.

  Fig!a%. Resonancia en #$os a$ie!#os

:uede ser demostrado $ue la velocidad ; del sonido en el aire es<

; = >2./.: -p

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#onde<

:< presión del aire

:< densidad del aire en este experimento.

 8dem!s si la velocidad del sonido a una temperatura es determinada, su valora cual$uier otra temperatura puede ser obtenida en la ecuación<

  ;2-; = >*2-*

#onde<

;2 y ;< velocidades del sonido a las temperaturas absolutas correspondientesdel aire

Si una de las temperaturas es / 0(, entonces la ecuación puede serdesarrollada en series de *aylor, y el resultado aproximado por<

;=;/ ? /.@2. *

#onde<

;o< velocidad del sonido en el aire expresado e /0(

;< velocidad del sonido en el aire a una temperatura de * grados cent"grados.

III. MATERIA&ES ' E(UI)O DETRABAJO: *ubo de resonancia *ubo de Aundt Generador de ondas :arlante Bpen SpeacAer  (ables

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Fig!a

*.

Mon#a+e

e,-e!ien#al

III. )ROCEDIMIENTO:2. Ceconocer las variables $ue se usar"an en este laboratorio longitud de

onda y frecuencia.. 8rmar un montaDe experimental.+. Medir la longitud del tubo como se indica en cada caso, y escuchar el

sonido $ transmite el parlante.. Hallar la frecuencia de cada aDuste y determinar la velocidad del sonido.

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IV. EVA&UACION DE RESU&TADOS

A/ De#e!inaci0n de la velocidad del sonido

  *abla 2< *ubo cerrado de longitud variable

L (m)

 λ(m)

Ϝ(!) V "o#ido(m$")

%&' !0 .!0 2110/!

%&% !0! 3/0! 2/(03.

%& !0/ 340 2//0

& 20. 10 (!0!

&* 20 30 /0(.

&+ 0 (401 ..0

&6 0! 1/203 !0

&, 1..0! 220

Velocidad del "o#ido

e-.erime#tal

(2014 &5s

Error .orce#t/al 1!0( 6

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104 04 2 204 ! !04 4/

/

!/

./

/

1//

1/

1!/1./

1/

.!03/0!3401030(401

1/203

1..0!

 Lo#0it/d de la o#da 1" 2rec/e#cia

Lo#0it/d de la o#da (3)

2rec/e#cia (!)

  igura .'ongitud de onda vs frecuencia

  Celación inversamente proporcional

B/ Segndo caso de de#e!inaci0n de lavelocidad del sonido  *abla . *ubo abierto de frecuencia variable

Longitud del tubo abierto: &

Resonancia 7 8&9 )recuencia 8%+9 sonido 8&5s9

75 4& 12/ .4/

7 04& 130 !.(04

275 103& 1(40 220.

7 104& .10 2304

475 1& 2(.0 2(.0

elocidad del sonido e;peri&ental !240 &5s

<rror porcentual .0 6

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/04 1 104 04 2 204 ! !04 4 404/

4/

1//

14/

//

4/

2//

24/

!//

!4/

12/

1301(40

.10

2(.0

Lo#0it/d de la o#da 1" 2rec/e#cia

Lo#0it/d de la o#da (3)

Frec/e#cia (!)

  igura 5.'ongitud de onda vs frecuencia

  Celación inversamente proporcional

V. CONC&USIONES :

Se logró satisfactoriamente la medición de ambos casos con la

ayuda del gu"a %profesor&. En el primer caso se obtuvo una velocidad del sonido de F+.25 m-s

y con un error porcentual del 2.F . En el segundo caso se obtuvo una velocidad del sonido de +5.

m-s con un error del @. .  8 mayor longitud de la onda la frecuencia disminuye.

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VI. BIB&IO1RAFIA

SearsIJemansAy K"sica 6niversitariaL 20 ;ol. Edición //F Ed.:earson,

Mxico //F.