Velocidad del sonido PDF

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velocidad del sonido del primer ciclo del curso de biofísica...

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BIOFISICA

APELLIDOS Y NOMBRES: ……………………………………………………..

VELOCIDAD DEL SONIDO OBJETIVOS • Determinar experimentalmente la velocidad del sonido en el aire. • Determinar la relación existente entre la longitud de onda y la frecuencia de vibración sonora

1. RESUMEN (

)

En la primera tabla los resultados fueron: Una velocidad promedio de: 238.37 m/s y una discrepancia porcentual de 30.6% En la segunda tabla la velocidad promedio obtenida fue: 318.75 m/s.

Se realizó también el método gráfico del cuál resultaron: dos gráficos uno lineal y uno potencial. Los valores del intercepto y la pendiente según la ecuación resultó=: (0.06 + 330 f -1) m, el error absoluto del valor de la velocidad del sonido ( v ) haciendo uso del valor de B fue: 45.987 m/s.

2. MATERIALES E INSTRUMENTOS (

)

Materiales

Instrumentos

Precisión

Papel milimetrado

Frecuencímetro

1 Hz

Lapicero

Regla

0.01 m

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3. PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES (

)

3.1 Mida la longitud de la onda para diferentes frecuencias y anote los resultados en la tabla 2:

Tabla 2. Valores de frecuencia, longitud de onda e inverso de la frecuencia. N

f (Hz)

λ1 (m)

λ2 (m)

λ3 (m)

λm (m)

1/f (s)

v (m/s)

1

101

3.3

3.4

3.4

3.33

0.0099

336.36

2

253

1.3

1.4

1.3

1.33

0.0095

140

3

505

0.7

0.6

0.7

0.66

0.0019

347.37

4

758

0.5

0.5

0.55

0.52

0.0013

400

5

1000

0.3

0.4

0.4

0.37

0.001

370 318.75

PROMEDIO

4. ANALISIS, RESULTADOS Y DISCUSION: (

)

Método Gráfico: 4.1 Con los datos de la tabla 1. Grafique en papel milimetrado λ= f(f): λ vs f

4.2 ¿Cuál es el tipo de gráfica obtenida? Indique mediante una expresión matemática.

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λ= f -1, n < 0 (El tipo de gráfica obtenida es potencial).

4.3 ¿Cuál es la relación de dependencia entre λ y f según la forma de la curva?

La relación de dependencia que existe entre (longitud de onda) y f (frecuencia) es inversamente proporcional.

4.4 En caso de que la gráfica sea no lineal, linealice graficando λ vs f -1.

4.5 Escriba los valores del intercepto y la pendiente, y la ecuación empírica correspondiente.

A = 0.06 m

Ecuación empírica: (0.06 + 330 f -1) m

B= 330 m/s

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Método Estadístico: λ Vs 1/f 4.6 Asimismo, determine los valores del intercepto y la pendiente, y la ecuación empírica correspondiente mediante regresión lineal. A = 1.242 m ΔA = 0.547 m

B = 318.75 m

ΔB = 45.987 m/s

Ecuación empírica: A= (1.242 ± 0.547) m; B= (318.75 ± 45.987) m/s = (  +  f-1)

4.7 Calcular el error absoluto del valor de la velocidad del sonido ( Δv ) haciendo uso del valor de ΔB y la teoría de propagación de errores.

Δv= 45.987 m/s

4.8 Comparando la ecuación anterior con la expresión (1), [  = v f -1], ¿cuál sería el valor experimental de la velocidad del sonido v? v = (318.33 ± 45.987) m/s

4.9 En la bibliografía s e encuentra que la velocidad del sonido a una temperatura de 20 ºC es vo = 343,6 m/s. Halle la discrepancia relativa porcentual con respecto a este valor teórico. ∆% = |

𝑉𝑇 − 𝑉𝐸𝑋𝑃 𝑉𝑇

| 𝑋100 = |

343.60− 318.75 |𝑥 343.60

100% = 7.23 %

Resultados Método de Análisis

Valor de A (

)

Ecuación empírica

Valor de B( )

Velocidad del sonido (experimental )

Discrepancia relativa porcentual

Gráfico

0.06

330

[  = 0.06 ± 330f -1] m

238.38 m/s

30.6%

Estadístico

1.242

318.75

[  =1.242 ±318.75f-1]m

318.75 m/s

7.23%

6. CONCLUSIONES: (

)

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7.1. ¿A qué se llama onda de presión? Ilustre gráficamente la diferencia entre una onda longitudinal y una transversal. Se le llama onda de presión a un movimiento de vibración en un sistema mecánico que rara vez está uniforme en todas las partes del sistema a altas frecuencias preferentemente, pero se propaga en metal a velocidades altas.

7.2. ¿Cómo explica la influencia de la temperatura sobre el valor de la velocidad del sonido? Según la ley de los gases ideales; la densidad (p), es inversamente proporcional a la temperatura (T). Así, a mayor temperatura, menor será la densidad del gas (en este caso aire) y, por tanto, menor la velocidad de propagación del sonido en él. 7.3. ¿Qué aplicación del sonido encuentra en su carrera? Explique. En Medicina uno de los usos más importantes son las pruebas de ultrasonido. Estas pruebas son técnicas de diagnóstico que usan ondas de sonidos de alta frecuencia para crear imágenes de vasos sanguíneos, órganos, etc. También en una ecografía, esta se realiza mediante imágenes donde las ondas de sonido son utilizadas con frecuencia alta para lograr reproducir las imágenes de los órganos internos. Las ondas de sonido rebotan en los órganos hacia el eco que transforma las ondas de sonido en imágenes que se muestran en una pantalla.

7. BILIOGRAFIA (

)

(Autor, Titulo, Editorial, fecha, edición, pagina)

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8. CALIDAD Y PUNTUALIDAD (

)...