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: alex@tumundoenlared.com – mara-1230@hotmail.com

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.

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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