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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚCURSO:CALCULO APLICADO A LA FISICA 3 (8876)Laboratorio N° 2: Ondas en una cuerdaAlumnos:NOMBRES Y APELLIDOS CÓDIGOAchiri Ccahua Mariluz UArocutipa Franco Paola UCalloapaza Capogra Diana Karina UCarrillo Madueño Genaro UChipana Almanza Cirila UFiestas Estrada Flavio Yo...

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ CURSO: CALCULO APLICADO A LA FISICA 3 (8876)

Laboratorio N° 2: Ondas en una cuerda Alumnos: NOMBRES Y APELLIDOS

CÓDIGO

Achiri Ccahua Mariluz

U17104642

Arocutipa Franco Paola

U18307866

Calloapaza Capogra Diana Karina

U18217257

Carrillo Madueño Genaro

U18215878

Chipana Almanza Cirila

U17104642

Fiestas Estrada Flavio Youssef

1637392

Lizarraga Cardenas Luis Miguel

U18310865

Piedra Portocarrero Jimmy

1637392

DOCENTE ING. LUIS ALBERTO PACCI TITO Arequipa, 05 de May de 2021

1

Índice de contenidos

Índice de contenidos.................................................................................................................... 2 1

INTRODUCCIÓN.................................................................................................................. 2

2

OBJETIVOS.......................................................................................................................... 3

3

2.1

Objetivos generales...................................................................................................... 3

2.2

Objetivos específicos.................................................................................................... 3

DESARROLLO DEL LABORATORIO................................................................................... 3 3.1

PREGUNTA 1............................................................................................................... 3

3.2

PREGUNTA 2............................................................................................................... 5

3.3

PREGUNTA 3............................................................................................................... 6

3.4

PREGUNTA 4............................................................................................................... 9

4

CONCLUSIONES................................................................................................................ 10

5

Bibliografía.......................................................................................................................... 10

2

1

INTRODUCCIÓN

Las ondas de una cuerda definen el nivel de longitud de una frecuencia, por lo tanto, la frecuencia de una onda periódica es el numero de ciclos por segundo, entonces la distancia entre dos crestas, sucesivas se llama longitud de onda. Para este trabajo de investigación, utilizamos primero la práctica en la cual el comportamiento de una onda estacionaria en cuerdas y como varían su longitud de onda según la tensión aplicada a la cuerda y la densidad para cada medición. Siguiendo un movimiento armónico Simple, perpendicular a la cuerda, este se propaga en forma de onda armónica por la cuerda. al llegar a los extremos fijos, la onda se refleja de forma que al final en la cuerda tendrá lugar la superposición de las ondas A continuación, se detallan los objetivos, la teoría y componentes que servirán de base para estudiar el tema en cuestión.

Entre las principales características que poseen cualquier onda se encuentra la longitud de onda ( λ ) y la frecuencia (f ) . cualquier onda se encuentra la longitud de onda (λ)y la frecuencia(f). En el caso de una onda periódica, la distancia entre dos crestas (o valles) sucesivas se llama longitud de onda. En realidad, es la distancia entre dos partes sucesivas cualesquiera que estén en fase (es decir, en puntos idénticos de la forma de onda); suelen usarse las posiciones de cresta y valle por conveniencia.

La frecuencia de una onda periódica es el número de ciclos por segundo; esto es, el número de formas de onda completas, o longitudes de onda, que pasan por un punto dado durante cada segundo.

En este laboratorio se pretende estudiar, el comportamiento de una onda estacionaria en cuerdas y como varían su longitud de onda según la tensión aplicada a la cuerda y la densidad para cada medición. Este tipo de ondas se caracterizan porque no viajan permanecen estáticas en el espacio y también por tener puntos constantes en el espacio los cuales son llamados nodos. Las ondas estacionarias en una cuerda son el resultado de la superposición de ondas armónicas propagándose por una cuerda en la que ambos extremos están fijos. Si se hace vibrar uno de los extremos siguiendo un movimiento armónico Simple, perpendicular a la cuerda, este se propaga en forma de onda armónica por la cuerda. al llegar a los extremos fijos, la onda se refleja de forma que al final en la cuerda tendrá lugar la superposición de las ondasque da lugar a la onda estacionaria.

3

2

OBJETIVOS 2.1

Objetivos generales

Estudiar las ondas estacionarias en cuerdas 2.2

Objetivos específicos

 Estudiar los valores de armónicos y frecuencia fundamental para diferentes tensiones y densidades de cuerda  Comprobar que los demás armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental.  Obtener la velocidad de propagación de onda. 3

DESARROLLO DEL LABORATORIO PREGUNTA 1

PASO 1  Seleccione la casilla "Oscilar" y "Extremo fijo".  En "Amplitud" colocar el valor de 0.80 cm, use los botones para incrementar o disminuir valores.  En "Frecuencia" colocar el valor de 1.50 Hz, use los botones para incrementar o disminuir valores.  En "Atenuación" posicione el botón deslizable en "Nada".  En "Tensión" posicione el botón deslizable en "Alto".  Seleccione las casillas "Reglas" y "Línea de referencia". Puedes mover las reglas y línea de referencia, haciendo clic sostenido sobre ellas. PASO 2  Haz clic en el botón "pause" y "reiniciar".  Ubique la regla vertical de tal manera que la primera partícula verde se posicione en y=0 (posición de equilibrio).  Luego, posicione el inicio de la "línea de referencia" justo en el valor de la amplitud A.

4

PASO 3 Para buscar un patrón repetitivo y establecer la longitud de onda λ, haz clic las veces que sea necesario sobre el botón "pause play".

Utiliza la regla horizontal para medir la longitud de onda λ.

5

Longitud de onda (m): 0.042 La máxima posición de un elemento del medio relativo a su posición de equilibrio: AMPLITUD 3.1

PREGUNTA 2

Calcule y registre la rapidez de propagación longitud de onda

Ensayo

λ=4.2 cm, para cada ensayo.

Frecuencia

1 2 3 4 5

f

(Hz)

1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

3.2

v de la onda (Tabla). Considere la

Longitud de

Rapidez de propagación

onda λ (m) 0.042 0.042 0.042 0.042 0.042

v

(m/s)

0.063 0.0672 0.0714 0.0756 0.0798

PREGUNTA 3

PASO 4  Clic en reiniciar.  En "Amplitud" colocar el valor de A = 0.50 cm y en "Frecuencia"

f

= 2.00

Hz.  En "Tensión" posicione el botón deslizable en "Bajo".  Ubique la regla vertical de tal manera que la primera partícula verde este en y=0 (posición de equilibrio). Luego, posicione el inicio de la "línea de referencia" justo en el valor de la amplitud A.

PASO 5  Haz clic en el botón "play" y justo cuando la partícula verde número cinco se ha movido de la posición de equilibrio; detenga con el botón "pause".  Utilice el botón "pause play" para posicionar la primera partícula verde en y=0.50 cm.

6

PASO 6 Seleccione la casilla "cronómetro". Luego haz clic en el botón "play" del instrumento cronómetro.

Clic consecutivo en el botón "pause play" hasta que la partícula realice un ciclo completo (retorne al punto de inicio). Note que la lectura del cronómetro cambia y al mismo tiempo se mueve la partícula.

La lectura final del cronómetro es la medida del periodo T de la onda PASO 7 Utiliza la regla horizontal para medir la longitud de onda λ.

Obtenga

y

propagación

7

registre v

la

longitud

(Tabla). Considere

de f

onda λ y

rapidez

de

= 2.00 Hz y A = 0.50

cm,

8

para

cada

ensayo.

Ensayo Tensión 1

9

Baja

Periodo

Longitud de

T (s)

onda λ(m)

0.48

0.006

Rapidez de propagación v (m/s ) 0.0125

2 3

3.3

Media Alta

0.48 0.48

0.019 0.031

0.0396 0.0646

PREGUNTA 4

Elija la alternativa correcta. La rapidez de propagación de la onda aumenta al incrementarse la tensión.

El periodo de la onda es diferente al periodo de oscilación armónica simple de un elemento del medio.

La dirección de movimiento de cualquier elemento de la cuerda es paralelo a la dirección de propagación. 4

CONCLUSIONES 

La frecuencia de una cuerda vibrante aumenta al aumentar la tensión a la que está sometida y disminuye al aumentar su masa por unidad de longitud, es por ende que la onda se propaga con una velocidad constante a lo largo de la cuerda. Si pinchamos una cuerda de guitarra y soltamos, se forma una onda que se propaga por la cuerda y rebota en los puntos de sujeción.



Al finalizar el proceso de experimento y resolucion de los problemas planteados en este laboratorio, a travez de las ecuaciones necesarias y los datos obtenidos en el metodo experimental pudimos cuncluir que la respuesta fue esperada y logro satisfacer nuestras expectativas ya que se tubo bastante cuidado con la toma de los datos que econontramos en la experimento y usamos los datos de una manera cuidadosa en la aplicación de nuestras formulas verificando varias veces el resultado y los errores propagados.



Se puede concluir a medida que la masa o la tensión aumenta, la longitud de onda también crecerá proporcionalmente para ondas generadas en la misma cuerda y con la misma frecuencia.



La velocidad de onda es directamente proporcional a la longitud de onda si la frecuencia es constante.



Las ondas estacionarias son el resultado de una superposición de ondas transversales al reflejarse ya que el extremo del medio donde se propagan es fijo. En el caso de una onda estacionaria el patrón de una onda no se mueve si no las partículas de cuerda.



10

5

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Bibliografía

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