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Laboratorio 3 .fisica iii

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Universidad Nacional Tecnologica del Cono
Sur de Lima
Ing. Electronica y Telecomunicaciones
FISICA III
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Introduccion
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  1. 1. Universidad Nacional Tecnologica del Cono Sur de Lima Ing. Electronica y Telecomunicaciones FISICA III Informe de laboratorio 3 Profesor : Ing contreras Tema : Sonido e hidrostatica Estudiante: Roca Pocorpachi Jorge Luis 2012
  2. 2. Introduccion En física, una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire ,agua, un trozo de metal, el espacio o el vacío. La propiedad del medio en la que se observa la particularidad se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo. Matemáticamente se dice que dicha función es una onda si verifica la ecuación de ondas , Por tales razones, la teoría de ondas se conforma como una característica rama dela física que se ocupa de las propiedades de los fenómenos ondulatorios independientemente de cuál sea su origen físico Una peculiaridad de estos fenómenos ondulatorios es que a pesar de que el estudio de sus características no depende del tipo de onda en cuestión, los distintos orígenes físicos que provocan su aparición les confieren propiedades muy particulares quelas distinguen de unos fenómenos a otros. OBJETIVOS  El objetivo de la siguiente práctica es alcanzar el vientre de la onda que produciremos gracias a la ayuda de un diapasón.  Determinar la frecuencia de las ondas sonoras  Determinación de la velocidad del sonido utilizando ondas estacionarias
  3. 3. Fundamento teorico Ondas de sonido Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasiperiódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica .frecuencia audible del oído humano es de 16hz a 16Khz. Ondas intrasonicas Ondas ultrasónicas Las ondas que poseen una frecuencia inferior a la audible se denominan Las ondas que poseen una frecuencia mayor a la audible se denominan Las ondas sonoras se desplazan también en tres dimensiones y sus frentes de onda en mediosisótropossonesferasconcéntricasque salen desde el foco de la perturbación en todas las direcciones. Propagacion en medios Modulo de compresibilidad/densidad Las ondas sonoras se desplazan también en tres dimensiones y sus frentes de onda en medios isótropos son esferas concéntricas que salen desde el foco de la perturbación en todas las direcciones La ecuaciónque se cumple es:
  4. 4. Onda de sonido representada como forma de onda visual A. Línea cero B. Zona de baja presión C. Zona de alta presión Resonancia Si, mediante una fuente sonora producimos una vibración de frecuencia conocida cerca del extremo abierto de un tubo (cerrado por el otro extremo), las ondas que se propagan a través de la columna de agua contenida en el tubo se reflejan en sus extremos. Si la longitud de la columna de aire se ajusta de modo que sea igual a un cuarto de la longitud de onda del tono emitido por la fuente sonora, la onda reflejada llegará al extremo abierto precisamente en fase con la nueva vibración de la fuente (en la reflexión en el extremo cerrado se produce un salto de fase de 180º) produciéndose una intensificación en el sonido emitido. Este fenómeno es conocido con el nombre de resonancia.En la columna de aire se establece una onda estacionaria, producida por la interferencia entre el tren de ondas incidente y reflejado, con un nodo en el extremo cerrado y un vientre o antinodo en el extremo abierto. La velocidad del sonido en el agua es de interés para realizar mapas del fondo del océano. En agua salada, el sonido viaja a aproximadamente 1.500 m/s y en agua dulce a 1.435 m/s. Estas velocidades varían principalmente según la presión, temperatura y salinidad. La velocidad del sonido (v) es igual a la raíz cuadrada del Módulo de compresibilidad (K) entre densidad (ρ)
  5. 5. Materiales : Juego de diapasones Martillo Tubos PVC Cubetas de vidrio Cinta métrica
  6. 6. PROCEDIMIENTO  En cada paso realizado desarrolle el ajuste de curvas y el análisis correspondiente utilizando el software 3B NETLAB.  Conecte el sensor de sonido a la interfaz y encienda el computador .  Utilizando el Diapason de 512 Hz y una escala de 20μs y 1000 atos en el software 3B Netlab realice una lectura de datos para diferentes distancias de la fuente de sonido .Realice el ajuste de curvas a la función seno anote sus cálculos en la tabla 1.  Repita el paso anterior utilizando diapasón de 384 Hz, 320 y 256 Hz. Velocidad del sonido.Llene con agua el recipiente , sumerja el tuvo de PVC hasta dejar unos 5 cm libres.  Repita el paso anterior utilizando diapasón de 384 Hz, 320 y 256 Hz. Velocidad del sonido.Llene con agua el recipiente , sumerja el tuvo de PVC hasta dejar unos 5 cm libres.
  7. 7.  Utilizando el diapazon de 512 Hz produzca sonidos intensos en el extremo libre del tubo , suba lentamente el tubo hasta detectar que la intensidad de sonido que sale de esta sea máxima (primer nodo) .Mida la longitud del tubo que se encuentre afuera del agua , repita 4 veces mas y anote sus resultados en la tabla 2.  Siga produciendo sonidos intensos con el diapasón y siga aumentando la longitud libre del tubo para encontrar el segundo nodo (segundo punto donde la intensidad del sonido es máxima ).mida la longitud del tubo que se encuentra fuera del agua .repita 4 veces mas y anote sus resultados en la tabla 2 Se colocode manera vertical el tubode vidrioconagua , aunque se tubo mucha dificultadal momentode realizarlamedición debidoaque cada uno de los integrantes del grupotiene una diferente percepcióndel sonido, se escogioque solounose encargara para que asi las medidas experimentales fueran homogéneas.
  8. 8.  Repita los pasos 5 y 6 utilizando el Diapàson de 384Hz y llene la tabla 1. Utilizando los diapasones de distintas medidas realice una lectura de datos para diferentes distancias de fuente de sonido, anote sus resultados en la tabla 1 y 2
  9. 9. CONCLUSIONES  La relacion entre la magnitud longitud de onda es inversamente proporcional al valor de la frecuencia .  La velocidad del sonido experimental muestra un offset , con el valor teorico, esto debido a la imprecicion involuntaria al momento de marcar la distancia en el tubo de PVC. Lo cual altera de manera ligera.  La densidad del medio es inversamente proporcional a la velocidad del sonido. Por lo tanto es directamente proporcional a la temperatura del medio en que se propaga.  El diapasón transmite dependiendo si lo colocamos de manera perpendicular o paralelo.  Las ondas de sonido son el resultado de vibraciones de aire que empiezan en las cuerdas vocales en la tráquea. Las vibraciones se reflejan y mueven dentro de la cavidad bucal, nasal y en la cabeza. Esto produce el complejo sonido de la voz y el canto.  La resonancia se presenta cuando la vibración mecánica se encuentra con dos cuerpos de igual característica .
  10. 10. I. BIBLIOGRAFÍA Física, Tipler, Paul A., H. Freeman; 6ª edición Manual de laboratorio de Fisica Física universitaria F. Sears - M. Zemansky, Física Universitaria, Ed. PearsMéxico, 2000. Fisica recreativa S. Gel y E. Rodriguez Internet; Wikipedia, www.físicarecreativa.com

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