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Ondas longitudinales...

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INFORME LABORATORIO

Departamento de Física

ONDAS LONGITUDINALES Juan Doval, Liliana Ortega, Ángela Beleño, Elkin José Sierra Facultad de Ingenierías Programa: Ingeniería de Sistemas

Material OBJETIVOS 1. Estudiar el comportamiento de una onda que se propaga en una dirección. 2. Diferenciar experimentalmente entre las ondas longitudinales y las ondas transversales. 3.

Observar

el

Para el estudio del Sistema masa-resorte,

comportamiento de las partículas de un

el montaje experimental se hace teniendo

medio cuando pasa una onda a través de

en cuenta el simulador virtual que

él. MARCO TEÓRICO

muestra un gráfico del movimiento

Las ondas longitudinales son ondas en las

longitudinal de unas moléculas, los

que el desplazamiento a través del medio

círculos rojos, en una colección de

está

de

moléculas que tiene una onda longitudinal

desplazamiento de la onda, independiente

que pasa a través de él, al igual que

del sentido.

sonido que pase por el aire. Una línea

en

la

experimentalmente

Cantida d Tiempo 1 Botón de inicio 1 Botón avanza un solo paso 1 de tiempo Grafica de X en función 1 del tiempo Botón restablecer tiempo 1 Botón reiniciar simulador 1

misma

dirección

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO MATERIALES UTILIZADOS

vertical marca la ubicación de equilibrio de los círculos rojos.

DE

EVALUACION Y ANALISIS DE

R/= La ecuación de la onda y(x,t)= Asin

RESULTADOS

(kx-wt) representa las magnitudes o parámetros

Tabla 1. Propiedades de la onda.

característicos

del

movimiento ondulatorio. La amplitud, A T f λ v 0,19

3,15

0,31746 2,44

0,39

longitud de onda, el periodo, la frecuencia 1) ¿Alguno de los círculos viaja todo el

y la velocidad.

camino a través de la simulación hasta el otro lado? ¿Explique?

5). Determine la velocidad de la partícula

R/= Los círculos simplemente oscilan en

en cualquier momento.

los alrededores más no se mueven de su

R/=

posición original.

x−xo=

2) Complete la tabla 1.

Vox +Vx 0,39+ 0,39 ∗3,15=12,285 ∗t= 2 2

R/= 6). Compare el valor medido de velocidad A

T

0,19

3,15

f

λ

0,31746 2,44

v 0,39

de la onda y el valor de velocidad máxima

vmax

=Aω.

¿Qué

puede

concluir? 3) Con los datos obtenidos determine la

R/= La velocidad de la onda es 0,39 m/s y

frecuencia angular ω y el vector de onda

el valor de la velocidad máxima es 1,99

k.

rad/s, estos valores son muy diferentes

R/=

debido a que una velocidad es la de la

W= k=

rad 2π 6,28 2π =1,993 = = s t 3,15 s 3,15 s

rad 2π 2π =2,573 = m λ 2,44 m

onda y la otra representa la velocidad máxima de la oscilación del botón rojo y de todas las partículas. 7). En sus propias palabras, describa como se observa en el simulador la

4). Escriba la ecuación de onda de la

diferencia entre la velocidad de fase y la

forma y(x,t)= A sin (kx - ω t), ¿Qué

velocidad de las partículas.

representa esta ecuación?

R/= La diferencia que hay entre la

Determinamos

valores

que

fueron

velocidad de fase y la velocidad de las

aproximadas a los resultados esperados.

partículas es que la velocidad de fase de

El comportamiento de una onda es según

una onda es la tasa a la cual la fase de la

la densidad del medio en que se propaga.

misma se propaga en el espacio, esta es la

El medio puede afectar a una onda en su

velocidad a la cual la fase de cualquier

velocidad, frecuencia, periodo, longitud

componente en frecuencia de una onda se

de onda.

propaga, la cual puede ser diferente para cada

frecuencia,

mientras

que

velocidad de las partículas no es más que la tasa a la cual viaja la energía almacenada en la onda. 8). Determine la ecuación que represente la aceleración de una partícula. R/= La ecuación que representa la aceleración de una partícula es: a=

9).

fenómenos

donde

se

presenten ondas longitudinales. R/= El sonido es una onda longitudinal, cuando se somete presión a un fluido las ondas de presión en el fluido son longitudinales, cuando golpeamos un sólido, la onda que se desplaza a través de él es una onda longitudinal. CONCLUSIÓN

Barrow, W. L., "Transmission of electromagnetic waves in hollow tubes of metal", Proc. IRE, vol. 24, pp. 1298–1398, October 1936. Schaaf, John van der, Jaap C. Schouten, and Cor M. van den Bleek, "Experimental Observation of Pressure Waves in Gas-Solids Fluidized Beds". American Institute of Chemical Engineers. New York, N.Y., 1997. Varadan, V. K., and Vasundara V. Varadan, "Elastic wave scattering and propagation". Attenuation due to scattering of ultrasonic compressional waves in granular media - A.J. Devaney, H. Levine, and T. Plona. Ann Arbor, Mich., Ann Arbor Science, 1982.

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Mencione

REFERENCIAS

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